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Gaia
Imagen 3D de la nave espacial Gaia
Impresión artística de la nave espacial Gaia
Tipo de misión Observatorio astrométrico
OperadorESA
ID COSPAR2013-074A
SATCAT no.39479
Sitio websci .esa .int / gaia /
Duración de la misiónplaneado originalmente: 5 años; [1] prorrogado hasta el 31 de diciembre de 2022 con prórroga indicativa hasta el 31 de diciembre de 2025 [2]
transcurrido: 7 años, 3 meses y 13 días
Propiedades de la nave espacial
Fabricante
Masa de lanzamiento2.029 kg (4.473 libras) [3]
Secado masivo1.392 kg (3.069 libras)
Masa de carga útil710 kg (1570 libras) [4]
Dimensiones4,6 m × 2,3 m (15,1 pies × 7,5 pies)
Energía1910 vatios
Inicio de la misión
Fecha de lanzamiento19 de diciembre de 2013, 09:12:14 UTC [5] ( 2013-12-19UTC09: 12: 14Z )
CoheteSoyuz ST-B / Fregat-MT
Sitio de lanzamientoKourou ELS
ContratistaArianespace
Parámetros orbitales
Sistema de referenciaSol – Tierra L 2
RégimenÓrbita de Lissajous
Altitud de periapsis263.000 km (163.000 millas) [6]
Altitud de apoapsis707.000 km (439.000 millas) [6]
Período180 días
Época2014
Telescopio principal
TipoAnastigmat de tres espejos [3]
Diámetro1,45 m × 0,5 m (4,8 pies × 1,6 pies)
Área de recolección0,7 m 2
Transpondedores
Banda
Banda ancha
  • unos pocos kbit / s hacia abajo y hacia arriba (banda S)
  • Descarga de 3 a 8 Mbit / s (banda X)
Instrumentos
  • ASTRO : Instrumento astrométrico
  • BP / RP : instrumento fotométrico
  • RVS : espectrómetro de velocidad radial
Insignia de la misión Gaia
Insignia de astrofísica de la ESA para Gaia 

Gaia es un observatorio espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA), lanzado en 2013 y se espera que funcione hasta c. 2022. La nave espacial está diseñada para astrometría : mide las posiciones, distancias y movimientos de las estrellas con una precisión sin precedentes. [7] [8] La misión tiene como objetivo construir, con mucho, el catálogo espacial 3D más grande y preciso jamás realizado, con un total de aproximadamente mil millones de objetos astronómicos , principalmente estrellas, pero también planetas, cometas, asteroides y cuásares , entre otros. [9]

La nave supervisará cada uno de sus objetos objetivo unas 70 veces [10] durante los primeros cinco años de la misión para estudiar la posición precisa y el movimiento de cada objetivo, y seguirá haciéndolo. [11] [12] La nave tiene suficiente combustible de micropropulsión para operar hasta aproximadamente noviembre de 2024. [13] Como sus detectores no se degradan tan rápido como se esperaba inicialmente, la misión podría, por lo tanto, extenderse. [1] Gaia apunta a objetos más brillantes que la magnitud 20 en una amplia banda fotométrica que cubre la mayor parte del rango visual; [14] tales objetos representan aproximadamente el 1% de la población de la Vía Láctea. [10] Además, Gaiase espera que detecte de miles a decenas de miles de exoplanetas del tamaño de Júpiter más allá del Sistema Solar, [15] 500.000 cuásares fuera de nuestra galaxia y decenas de miles de nuevos asteroides y cometas dentro del Sistema Solar. [16] [17] [18]

La misión Gaia creará un mapa tridimensional preciso de objetos astronómicos a lo largo de la Vía Láctea y mapeará sus movimientos, que codifican el origen y posterior evolución de la Vía Láctea. Las medidas espectrofotométricas proporcionarán las propiedades físicas detalladas de todas las estrellas observadas, caracterizando su luminosidad , temperatura efectiva , gravedad y composición elemental . Este censo estelar masivo proporcionará los datos de observación básicos para analizar una amplia gama de cuestiones importantes relacionadas con el origen, la estructura y la historia evolutiva de nuestra galaxia.

Sucesora de la misión Hipparcos (operativa 1989-1993), Gaia forma parte del programa científico a largo plazo Horizon 2000+ de la ESA . Gaia fue lanzado el 19 de diciembre de 2013 por Arianespace utilizando un cohete Soyuz ST-B / Fregat-MT que volaba desde Kourou en la Guayana Francesa. [19] [20] La nave espacial opera actualmente en una órbita de Lissajous alrededor del punto Lagrangiano Sol - Tierra L 2 .

Historia [ editar ]

El telescopio espacial Gaia tiene sus raíces en la misión Hipparcos de la ESA (1989-1993). Su misión fue propuesta en octubre de 1993 por Lennart Lindegren ( Observatorio de Lund , Universidad de Lund , Suecia) y Michael Perryman (ESA) en respuesta a una convocatoria de propuestas para el programa científico a largo plazo Horizon Plus de la ESA. Fue adoptado por el Comité del Programa Científico de la ESA como misión fundamental número 6 el 13 de octubre de 2000, y la fase B2 del proyecto fue autorizada el 9 de febrero de 2006, y EADS Astrium asumió la responsabilidad del hardware. El nombre "Gaia" se derivó originalmente como un acrónimo de Interferómetro astrométrico global para astrofísica.. Esto reflejó la técnica óptica de interferometría que se planeó originalmente para su uso en la nave espacial. Si bien el método de trabajo evolucionó durante los estudios y el acrónimo ya no es aplicable, el nombre Gaia se mantuvo para dar continuidad al proyecto. [21]

El costo total de la misión es de alrededor de € 740 millones (~ $ 1 mil millones), incluida la fabricación, el lanzamiento y las operaciones en tierra. [22] Gaia se completó con dos años de retraso y un 16% por encima de su presupuesto inicial, principalmente debido a las dificultades encontradas para pulir los diez espejos de Gaia y ensamblar y probar el sistema de cámara de plano focal. [23]

Objetivos [ editar ]

La misión espacial Gaia tiene los siguientes objetivos:

  • Para determinar la luminosidad intrínseca de una estrella es necesario conocer su distancia. Una de las pocas formas de lograr esto sin suposiciones físicas es a través del paralaje de la estrella , pero los efectos atmosféricos y los sesgos instrumentales degradan la precisión de las mediciones de paralaje. Por ejemplo, las variables Cefeidas se utilizan como velas estándar para medir distancias a las galaxias, pero sus propias distancias son poco conocidas. Por lo tanto, las cantidades que dependen de ellos, como la velocidad de expansión del universo, siguen siendo inexactas. Medir sus distancias con precisión tiene un gran impacto en la comprensión de las otras galaxias y, por lo tanto, de todo el cosmos (consulte la escala de distancias cósmicas ).
  • Las observaciones de los objetos más débiles proporcionarán una visión más completa de la función de luminosidad estelar. Gaia observará mil millones de estrellas y otros cuerpos, lo que representa el 1% de dichos cuerpos en la galaxia Vía Láctea . [23] Todos los objetos hasta una determinada magnitud deben medirse para tener muestras insesgadas.
  • Permitir una mejor comprensión de las etapas más rápidas de la evolución estelar (como la clasificación, frecuencia, correlaciones y atributos directamente observados de cambios fundamentales raros y de cambios cíclicos). Esto debe lograrse mediante un examen detallado y un reexamen de un gran número de objetos durante un largo período de funcionamiento. La observación de una gran cantidad de objetos en la galaxia también es importante para comprender la dinámica de nuestra galaxia.
  • Es necesario medir las propiedades astrométricas y cinemáticas de una estrella para comprender las diversas poblaciones estelares, especialmente las más distantes.

Para lograr estos objetivos, Gaia tiene estos objetivos:

  • Determine la posición, el paralaje y el movimiento propio anual de mil millones de estrellas con una precisión de aproximadamente 20 microsegundos de arco (µas) a 15 mag y 200 µas a 20 mag.
  • Determine las posiciones de las estrellas en una magnitud de V = 10 hasta una precisión de 7 μas; esto equivale a medir la posición dentro del diámetro de un cabello desde 1000 km de distancia, entre 12 y 25 μas hasta V = 15, y entre 100 y 300 μas a V = 20, dependiendo del color de la estrella.
  • Por tanto, la distancia a unos 20 millones de estrellas se medirá con una precisión del 1% o mejor, y alrededor de 200 millones de distancias se medirán con una precisión superior al 10%. Se alcanzarán distancias precisas al 10% en lugares tan lejanos como el Centro Galáctico , a 30.000 años luz de distancia. [24]
  • Mida la velocidad tangencial de 40 millones de estrellas con una precisión mejor que 0,5 km / s.
  • Derive los parámetros atmosféricos (temperatura efectiva, extinción interestelar en la línea de visión, gravedad superficial, metalicidad) para todas las estrellas observadas, [25] más algunas abundancias químicas más detalladas para objetivos más brillantes que V = 15. [26]
  • Mide las órbitas e inclinaciones de mil planetas extrasolares con precisión, determinando su verdadera masa utilizando métodos astrométricos de detección de planetas . [27] [28]
  • Mida con más precisión la curvatura de la luz de las estrellas por el campo gravitacional del Sol , predicha por la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein y detectada por primera vez por Arthur Eddington durante un eclipse solar de 1919 , y por lo tanto observe directamente la estructura del espacio-tiempo . [21]
  • Potencial para descubrir asteroides Apohele con órbitas que se encuentran entre la Tierra y el Sol, una región que es difícil de monitorear para los telescopios terrestres ya que esta región solo es visible en el cielo durante o cerca del día. [29]
  • Detecta hasta 500.000 cuásares .

Nave espacial [ editar ]

Gaia como un tenue rastro de puntos a través de la mitad inferior del campo de visión lleno de estrellas. [30]

Gaia fue lanzado por Arianespace , utilizando un cohete Soyuz ST-B con una etapa superior Fregat-MT , desde el Ensemble de Lancement Soyouz en Kourou en la Guayana Francesa el 19 de diciembre de 2013 a las 09:12 UTC (06:12 hora local). El satélite se separó de la etapa superior del cohete 43 minutos después del lanzamiento a las 09:54 UTC. [31] [32] La nave se dirigió hacia el punto L2 de Lagrange entre el Sol y la Tierra, ubicado aproximadamente a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, y llegó allí el 8 de enero de 2014. [33] El punto L2 proporciona a la nave espacial un entorno gravitacional y térmico muy estable. Allí usa unÓrbita de Lissajous que evita el bloqueo del Sol por parte de la Tierra, lo que limitaría la cantidad de energía solar que el satélite podría producir a través de sus paneles solares , además de perturbar el equilibrio térmico de la nave espacial. Después del lanzamiento, se desplegó una sombrilla de 10 metros de diámetro. La sombrilla siempre mira hacia el Sol, lo que mantiene fríos todos los componentes del telescopio y alimenta a Gaia mediante paneles solares en su superficie.

Instrumentos científicos [ editar ]

La carga útil de Gaia consta de tres instrumentos principales:

  1. El instrumento de astrometría (Astro) determina con precisión las posiciones de todas las estrellas más brillantes que la magnitud 20 midiendo su posición angular. [14] Combinando las medidas de cualquier estrella dada durante la misión de cinco años, será posible determinar su paralaje y, por lo tanto, su distancia y su movimiento propio: la velocidad de la estrella proyectada en el plano del cielo.
  2. El instrumento fotométrico (BP / RP) permite la adquisición de medidas de luminosidad de estrellas en la banda espectral de 320-1000 nm, de todas las estrellas más brillantes que la magnitud 20. [14] Los fotómetros azul y rojo (BP / RP) se utilizan para determinar propiedades estelares como temperatura, masa, edad y composición elemental. [21] [34] La fotometría multicolor es proporcionada por dos prismas de sílice fundida de baja resolución que dispersan toda la luz que ingresa al campo de visión en la dirección a lo largo del escaneo antes de la detección. El fotómetro azul (BP) funciona en el rango de longitud de onda de 330 a 680 nm; el fotómetro rojo (RP) cubre el rango de longitud de onda de 640 a 1050 nm. [35]
  3. El espectrómetro de velocidad radial (RVS) se utiliza para determinar la velocidad de los objetos celestes a lo largo de la línea de visión adquiriendo espectros de alta resolución en la banda espectral de 847 a 874 nm (líneas de campo de iones de calcio) para objetos de hasta 17 grados. Las velocidades radiales se miden con una precisión de entre 1 km / s (V = 11,5) y 30 km / s (V = 17,5). Las mediciones de las velocidades radiales son importantes para corregir la aceleración de perspectiva inducida por el movimiento a lo largo de la línea de visión ". [35] El RVS revela la velocidad de la estrella a lo largo de la línea de visión de Gaia midiendo el cambio de absorción Doppler. líneas en un espectro de alta resolución.

Con el fin de mantener la puntería fina para enfocar estrellas a muchos años luz de distancia, casi no hay partes móviles. Los subsistemas de la nave espacial están montados sobre un marco rígido de carburo de silicio , que proporciona una estructura estable que no se expandirá ni contraerá debido al calor. El control de la actitud lo proporcionan pequeños propulsores de gas frío que pueden producir 1,5 microgramos de nitrógeno por segundo.

El enlace telemétrico con el satélite es de unos 3 Mbit / s de media, mientras que el contenido total del plano focal representa varios Gbit / s . Por lo tanto, solo se pueden vincular unas pocas docenas de píxeles alrededor de cada objeto.

Diseño del plano focal e instrumentos

El diseño del plano focal e instrumentos de Gaia . Debido a la rotación de la nave espacial, las imágenes cruzan la matriz del plano focal de derecha a izquierda a 60 segundos de arco por segundo. [36]

  1. Luz entrante del espejo M3
  2. Luz entrante del espejo M'3
  3. Plano focal, que contiene el detector para el instrumento astrométrico en celeste, el fotómetro azul en azul oscuro, el fotómetro rojo en rojo y el espectrómetro de velocidad radial en rosa.
  4. Espejos M4 y M'4, que combinan los dos haces de luz entrantes
  5. Espejo M5
  6. Espejo M6, que ilumina el plano focal
  7. Óptica y rejilla de difracción para el espectrómetro de velocidad radial (RVS)
  8. Prismas para el fotómetro azul y el fotómetro rojo (BP y RP)

Principios de medición [ editar ]

Comparación de tamaños nominales de aperturas de Gaia (nave espacial) y algunos telescopios ópticos notables

Similar a su predecesor Hipparcos , pero con una precisión cien veces mejor, Gaia consta de dos telescopios que proporcionan dos direcciones de observación con un amplio ángulo fijo de 106,5 ° entre ellos. [37] La nave espacial gira continuamente alrededor de un eje perpendicular a las líneas de visión de los dos telescopios. El eje de rotación, a su vez, tiene una ligera precesión en el cielo, mientras mantiene el mismo ángulo con el Sol. Midiendo con precisión las posiciones relativas de los objetos desde ambas direcciones de observación, se obtiene un sistema rígido de referencia.

Las dos propiedades clave del telescopio son:

  • Espejo primario de 1,45 × 0,5 m para cada telescopio
  • Matriz de plano focal de 1,0 × 0,5 m en la que se proyecta la luz de ambos telescopios. Este, a su vez, consta de 106 CCD de 4500 × 1966 píxeles cada uno, para un total de 937,8 megapíxeles (comúnmente representado como un dispositivo de imágenes de clase gigapíxel ). [38] [39] [40]
Método de escaneo

Cada objeto celeste se observará en promedio unas 70 veces durante la misión, que se espera que dure cinco años. Estas medidas ayudarán a determinar los parámetros astrométricos de las estrellas: dos correspondientes a la posición angular de una estrella determinada en el cielo, dos para las derivadas de la posición de la estrella en el tiempo (movimiento) y, por último, la paralaje de la estrella a partir de la cual se puede calcular la distancia. . La velocidad radial de las estrellas más brillantes se mide mediante un espectrómetro integrado que observa el efecto Doppler . Debido a las limitaciones físicas impuestas por la nave espacial Soyuz, Gaia 'sLos arreglos focales no pudieron equiparse con un blindaje de radiación óptimo, y la ESA espera que su desempeño sufra algo hacia el final de la misión de cinco años. Las pruebas en tierra de los CCD mientras estaban sometidos a radiación proporcionaron la seguridad de que se pueden cumplir los objetivos de la misión principal. [41]

Las precisiones esperadas de los datos del catálogo final se han calculado después de las pruebas en órbita, teniendo en cuenta los problemas de la luz parásita, la degradación de la óptica y la inestabilidad del ángulo básico. Las mejores precisiones de paralaje, posición y movimiento propio se obtienen para las estrellas observadas más brillantes, magnitudes aparentes 3–12. Se espera que la desviación estándar de estas estrellas sea de 6,7 microsegundos de arco o mejor. Para las estrellas más débiles, los niveles de error aumentan, alcanzando un error de 26,6 microsegundos de arco en el paralaje para las estrellas de magnitud 15 y varios cientos de segundos de microarco para las estrellas de magnitud 20. [42] A modo de comparación, los mejores niveles de error de paralaje de la nueva reducción de Hipparcos no son mejores que 100 microsegundos de arco, con niveles típicos varias veces mayores. [43]

Procesamiento de datos [ editar ]

VST toma a Gaia en ruta hacia mil millones de estrellas [44]

El volumen total de datos que se recuperará de la nave espacial durante la misión nominal de cinco años a una velocidad de datos comprimidos de 1 Mbit / s es de aproximadamente 60  TB , lo que equivale a aproximadamente 200 TB de datos utilizables sin comprimir en tierra, almacenados en un InterSystems. Base de datos Caché . La responsabilidad del procesamiento de datos, financiado en parte por la ESA, está confiada a un consorcio europeo, el Consorcio de Procesamiento y Análisis de Datos (DPAC), que fue seleccionado después de su propuesta para el Anuncio de Oportunidad de la ESA publicado en noviembre de 2006. Se proporciona la financiación de DPAC por los países participantes y se ha asegurado hasta que la producción de Gaia 's catálogo final prevista para el año 2020. [45]

Gaia envía datos durante unas ocho horas todos los días a unos 5 Mbit / s. Las tres antenas de radio de 35 metros de diámetro de la ESA de la red ESTRACK en Cebreros , España, Malargüe , Argentina y New Norcia , Australia, reciben los datos. [21]

Lanzamiento y órbita [ editar ]

Animación de la trayectoria de Gaia
Vista polar
Vista ecuatorial
Visto desde el sol
  Gaia  ·   tierra
Ilustración simplificada de la trayectoria y la órbita de Gaia (no a escala)

En octubre de 2013, la ESA tuvo que posponer la fecha de lanzamiento original de Gaia , debido a un reemplazo preventivo de dos de los transpondedores de Gaia . Estos se utilizan para generar señales de temporización para el enlace descendente de datos científicos. Un problema con un transpondedor idéntico en un satélite que ya estaba en órbita motivó su reemplazo y reverificación una vez incorporado a Gaia . La ventana de lanzamiento reprogramada fue del 17 de diciembre de 2013 al 5 de enero de 2014, y el lanzamiento de Gaia estaba programado para el 19 de diciembre. [46]

Gaia se lanzó con éxito el 19 de diciembre de 2013 a las 09:12 UTC . [47] Aproximadamente tres semanas después del lanzamiento, el 8 de enero de 2014, alcanzó su órbita designada alrededor del punto de Lagrange L2 Sol-Tierra (SEL2), [6] [48] ​​a unos 1,5 millones de kilómetros de la Tierra.

En 2015, el observatorio Pan-STARRS descubrió un objeto orbitando la Tierra, que el Minor Planet Center catalogó como objeto 2015 HP 116 . Pronto se descubrió que era un redescubrimiento accidental de la nave espacial Gaia y la designación se retiró de inmediato. [49]

Problema de luz parásita [ editar ]

Poco después del lanzamiento, la ESA reveló que Gaia sufría un problema de luz parásita . Inicialmente se pensó que el problema se debía a los depósitos de hielo que provocaban que parte de la luz difractada alrededor de los bordes del parasol y que entrara en las aberturas del telescopio se reflejara hacia el plano focal. [50] La fuente real de la luz parásita se identificó más tarde como las fibras del parasol, que sobresalen más allá de los bordes del escudo. [51] Esto da como resultado una "degradación en el rendimiento científico [que] será relativamente modesto y en su mayoría restringido a la más débil de los mil millones de estrellas de Gaia " . Se están aplicando planes de mitigación [52]para mejorar el rendimiento. La degradación es más severa para el espectrógrafo RVS que para las mediciones astrométricas.

Este tipo de problema tiene antecedentes históricos. En 1985 en STS-51-F , la misión del Transbordador Espacial Spacelab -2, otra misión astronómica obstaculizada por escombros perdidos fue el Telescopio Infrarrojo (IRT), en el que un trozo de aislamiento de mylar se desprendió y flotó en la línea de visión. del telescopio causando datos corruptos. [53] La prueba de luz parásita y deflectores es una parte notable de los instrumentos de imágenes espaciales. [54]

Progreso de la misión [ editar ]

Mapa de Gaia del cielo por densidad de estrellas.

La fase de prueba y calibración, que comenzó mientras Gaia se dirigía al punto SEL2, continuó hasta finales de julio de 2014, [55] con tres meses de retraso debido a problemas imprevistos con luz parásita que ingresaba al detector. Después del período de puesta en servicio de seis meses, el satélite comenzó su período nominal de cinco años de operaciones científicas el 25 de julio de 2014 utilizando un modo de escaneo especial que escaneaba intensamente la región cerca de los polos de la eclíptica ; el 21 de agosto de 2014, Gaia comenzó a utilizar su modo de escaneo normal, que proporciona una cobertura más uniforme. [56]

Aunque originalmente se planeó limitar las observaciones de Gaia a estrellas más débiles que la magnitud 5,7, las pruebas realizadas durante la fase de puesta en servicio indicaron que Gaia podía identificar de forma autónoma estrellas tan brillantes como la magnitud 3. Cuando Gaia entró en operaciones científicas regulares en julio de 2014, fue configurado para procesar rutinariamente estrellas en el rango de magnitud 3 - 20. [57] Más allá de ese límite, se utilizan procedimientos especiales para descargar datos de escaneo sin procesar para las 230 estrellas restantes más brillantes que la magnitud 3; se están desarrollando métodos para reducir y analizar estos datos; y se espera que haya una "cobertura completa del cielo en el extremo brillante" con errores estándar de "unas pocas docenas de µas". [58]

En 2018, la misión Gaia se extendió hasta 2020, con una "extensión indicativa" adicional que se extiende por otros dos años hasta 2022. [59] En 2020, la misión Gaia se extendió aún más hasta 2022, con una "extensión indicativa" adicional que se extiende hasta 2025. [2] El factor limitante para nuevas extensiones de la misión es el suministro de combustible para el sistema de micropropulsión, que se espera que dure hasta noviembre de 2024. [13]

El 12 de septiembre de 2014, Gaia descubrió su primera supernova en otra galaxia. [60] El 3 de julio de 2015, se publicó un mapa de la Vía Láctea por densidad de estrellas, basado en datos de la nave espacial. [61] En agosto de 2016, "se han procesado con éxito más de 50 mil millones de tránsitos en el plano focal, 110 mil millones de observaciones fotométricas y 9,4 mil millones de observaciones espectroscópicas". [62]

Publicaciones de datos [ editar ]

El catálogo de Gaia se publica en etapas que contendrán cantidades crecientes de información; los primeros lanzamientos también pierden algunas estrellas, especialmente estrellas más débiles ubicadas en densos campos de estrellas y miembros de pares binarios cercanos. [63] La primera publicación de datos, Gaia DR1, basada en 14 meses de observaciones realizadas hasta septiembre de 2015, tuvo lugar el 14 de septiembre de 2016 [64] [65] y se describe en una serie de artículos publicados en Astronomy and Astrophysics . [66] La publicación de datos incluye "posiciones y ... magnitudes para 1.1 mil millones de estrellas usando solo datos de Gaia ; posiciones, paralaje y movimientos propios para más de 2 millones de estrellas" basado en una combinación de Gaiay datos Tycho-2 para esos objetos en ambos catálogos; "curvas de luz y características de unas 3000 estrellas variables; y posiciones y magnitudes de más de 2000 ... fuentes extragalácticas utilizadas para definir el marco de referencia celeste". [67] [68] [63] Se puede acceder a los datos de esta versión DR1 en el archivo de Gaia , [69] así como a través de centros de datos astronómicos como CDS .

La segunda publicación de datos (DR2), que tuvo lugar el 25 de abril de 2018, [9] [70] se basa en 22 meses de observaciones realizadas entre el 25 de julio de 2014 y el 23 de mayo de 2016. Incluye posiciones, paralaje y movimientos propios de alrededor de 1300 millones. estrellas y posiciones de 300 millones de estrellas adicionales en el rango de magnitud g = 3-20, [71] datos fotométricos rojos y azules para aproximadamente 1.100 millones de estrellas y fotometría de un solo color para 400 millones de estrellas adicionales, y velocidades radiales medias para aproximadamente 7 millones de estrellas entre magnitud 4 y 13. También contiene datos de más de 14.000 objetos seleccionados del Sistema Solar. [72] [73] Las coordenadas en DR2 utilizan el Gaia marco de referencia celeste ( Gaia–CRF2), que se basa en observaciones de 492,006 fuentes que se cree que son cuásares y que se ha descrito como "la primera realización óptica completa del ICRS ... construida únicamente sobre fuentes extragalácticas". [74] La comparación de Gaia –CRF2 con una versión preliminar del próximo ICRF3 muestra un acuerdo global de 20 a 30 μas, aunque las fuentes individuales pueden diferir en varios mas. [75] Dado que el procedimiento de procesamiento de datos vincula las observaciones individuales de Gaia con fuentes particulares en el cielo, en algunos casos la asociación de las observaciones con las fuentes será diferente en la segunda publicación de datos. En consecuencia, DR2 utiliza números de identificación de fuente diferentes a DR1. [76]Se han identificado varios problemas con los datos de DR2, incluidos pequeños errores sistemáticos en astrometría y una contaminación significativa de los valores de velocidad radial en campos de estrellas abarrotados, que pueden afectar aproximadamente al uno por ciento de los valores de velocidad radial. El trabajo en curso debería resolver estos problemas en versiones futuras. [77] Una guía para investigadores que utilizan Gaia DR2, que recopilaba "toda la información, consejos y trucos, trampas, advertencias y recomendaciones relevantes para" DR2, fue preparada por el servicio de asistencia de Gaia en diciembre de 2019. [71]

Estrellas y otros objetos en Gaia Early Data Release 3.

Debido a las incertidumbres en el flujo de datos, la tercera publicación de datos, basada en 34 meses de observaciones, se ha dividido en dos partes, de modo que los datos que estaban listos primero se publicaron primero. La primera parte, EDR3, que consiste en posiciones mejoradas, paralaje y movimientos adecuados, se publicó el 3 de diciembre de 2020. [78]

Lanzamientos futuros [ editar ]

DR3, originalmente programado para la segunda mitad de 2021, incluirá los datos de EDR3 más los datos del Sistema Solar; información de variabilidad; resultados para estrellas no individuales, para quásares y para objetos extendidos; parámetros astrofísicos; y un conjunto de datos especial, Gaia Andromeda Photometric Survey (GAPS), que proporciona una serie de tiempo fotométrica para aproximadamente 1 millón de fuentes ubicadas en un campo de radio de 5,5 grados centrado en la galaxia de Andrómeda. [79] [80] Se espera que la mayoría de las mediciones en DR3 sean 1,2 veces más precisas que en DR2; los movimientos correctos serán 1,9 veces más precisos. [81] Las coordenadas en EDR3 utilizan una nueva versión de la Gaia marco de referencia celeste ( Gaia -CRF3), basado en observaciones de 1,614,173 fuentes extragalácticas,[78] de los cuales 2269 se identificaron con fuentes de radio en la tercera revisión del Marco de Referencia Celeste Internacional (ICRF3) . [82] Las fechas de publicación de EDR3 y DR3 se han retrasado por los efectos de la pandemia COVID-19 en el Consorcio de Análisis y Procesamiento de Datos de Gaia. [83] A 7 de septiembre de 2020, la ESA anunció que Gaia DR3 se lanzaría en el primer semestre de 2022. [84]

La publicación de datos completa para la misión nominal de cinco años, DR4, incluirá catálogos completos astrométricos, fotométricos y de velocidad radial, soluciones de estrellas variables y no de una sola estrella, clasificaciones de fuentes más múltiples parámetros astrofísicos para estrellas, binarios no resueltos, galaxias y quásares, una lista de exoplanetas y datos de época y tránsito para todas las fuentes. Se llevarán a cabo lanzamientos adicionales dependiendo de las extensiones de la misión. [63] Se espera que la mayoría de las mediciones en DR4 sean 1,7 veces más precisas que en DR2; los movimientos correctos serán 4,5 veces más precisos. [81]

Suponiendo una extensión adicional de cinco años hasta 2024, la mayoría de las mediciones que incorporan los diez años completos de datos serán 1.4 veces más precisas que DR4, mientras que los movimientos correctos serán 2.8 veces más precisos que DR4. [81]

Se ha desarrollado una aplicación de divulgación, Gaia Sky , para explorar la galaxia en tres dimensiones utilizando datos de Gaia . [85]

Resultados significativos [ editar ]

En noviembre de 2017, los científicos dirigidos por Davide Massari del Instituto Astronómico Kapteyn , Universidad de Groningen , Países Bajos publicó un documento [86] describe la caracterización de movimiento propio (3D) dentro de la Enana de Sculptor , y de la trayectoria del que Galaxy través del espacio y con respecto a la Vía Láctea , utilizando datos de Gaia y el Telescopio Espacial Hubble. Massari dijo: "Con la precisión alcanzada, podemos medir el movimiento anual de una estrella en el cielo que corresponde a menos del tamaño de la cabeza de un alfiler en la Luna visto desde la Tierra". Los datos mostraron que Sculptor orbita la Vía Láctea en una órbita muy elíptica; actualmente se encuentra cerca de su aproximación más cercana a una distancia de aproximadamente 83,4 kiloparsecs (272.000 ly), pero la órbita puede llevarlo a unos 222 kiloparsecs (720.000 ly) de distancia.

En octubre de 2018, los astrónomos de la Universidad de Leiden pudieron determinar las órbitas de 20 estrellas de hipervelocidad a partir del conjunto de datos DR2. Esperando encontrar una sola estrella saliendo de la Vía Láctea , en cambio encontraron siete. Más sorprendentemente, el equipo descubrió que 13 estrellas de hipervelocidad se estaban acercando a la Vía Láctea, posiblemente originadas de fuentes extragalácticas aún desconocidas. Alternativamente, podrían ser estrellas de halo para esta galaxia, y más estudios espectroscópicos ayudarán a determinar qué escenario es más probable. [87] [88] Las mediciones independientes han demostrado que el mayor GaiaLa velocidad radial entre las estrellas de hipervelocidad está contaminada por la luz de estrellas brillantes cercanas en un campo abarrotado y arroja dudas sobre las altas velocidades radiales de Gaia de otras estrellas de hipervelocidad. [89]

En noviembre de 2018, se descubrió la galaxia Antlia 2 . Es similar en tamaño a la Gran Nube de Magallanes , a pesar de ser 10,000 veces más débil. Antlia 2 tiene el brillo superficial más bajo de todas las galaxias descubiertas. [90]

En diciembre de 2019 se descubrió el cúmulo estelar Price-Whelan 1 . [91] El cúmulo pertenece a las Nubes de Magallanes y está ubicado en el brazo principal de estas Galaxias Enanas . El descubrimiento sugiere que la corriente de gas que se extiende desde las Nubes de Magallanes hasta la Vía Láctea está aproximadamente a la mitad de la Vía Láctea de lo que se pensaba anteriormente. [92]

La onda de Radcliffe fue descubierta en datos medidos por Gaia, publicados en enero de 2020. [93] [94]

En marzo de 2021, la Agencia Espacial Europea anunció que Gaia había identificado un exoplaneta en tránsito por primera vez. El planeta fue descubierto orbitando la estrella de tipo solar Gaia EDR3 3026325426682637824. Tras su descubrimiento inicial, el espectrógrafo PEPSI del Gran Telescopio Binocular (LBT) en Arizona se utilizó para confirmar el descubrimiento y categorizarlo como un planeta joviano, un planeta gaseoso compuesto de gas hidrógeno y helio. [95]

GaiaNIR [ editar ]

GaiaNIR (Gaia Near Infra-Red) es un sucesor propuesto de Gaia en el infrarrojo cercano . La misión podría ampliar el catálogo actual con fuentes que solo son visibles en el infrarrojo cercano y, al mismo tiempo, mejorar el paralaje de la estrella y la precisión de movimiento adecuada al volver a visitar las fuentes del catálogo de Gaia. [96]

Uno de los principales desafíos en la construcción de GaiaNIR es el desarrollo de detectores de integración y retardo de tiempo de infrarrojo cercano . La tecnología TDI actual utilizada para la nave espacial Gaia solo está disponible en luz visible y no en el infrarrojo cercano. Alternativamente, se podrían desarrollar un espejo de-spin y detectores de infrarrojo cercano convencionales. Este desafío tecnológico probablemente aumentará el costo de una misión de clase M de la ESA y podría necesitar un costo compartido con otras agencias espaciales. [96] Se propuso una posible asociación con instituciones estadounidenses. [97]

Ver también [ editar ]

  • Escalera de distancia cósmica
  • SIM PlanetQuest , un proyecto estadounidense cancelado

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

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  • Misión ESA Gaia
  • Archivo Gaia de la ESA
  • Página de Gaia en Operaciones de naves espaciales de la ESA
  • "Blog de Gaia" . blogs.esa.int . Agencia Espacial Europea.
  • Biblioteca Gaia
  • Journey to a Billion Suns es una película envolvente de 360 ​​°: lamisión Gaia .
  • Video (12:58) - 1er lanzamiento de datos ( Gaia ; 14 de septiembre de 2016) en YouTube
  • Video (03:47) - 2do lanzamiento de datos ( Gaia ; 25 de abril de 2018) en YouTube
  • Video (01:25; vista de 360 ​​°) - Todo el cielo ( Gaia ; 25 de abril de 2018) en YouTube