Em 19 de dezembro de 2013, a Agência Espacial Europeia (ESA) Gaia a espaçonave levou ao espaço uma das missões mais ambiciosas de todos os tempos. Ao longo de sua missão planejada de cinco anos (que foi estendida recentemente), este observatório espacial mapearia mais de um bilhão de estrelas, planetas, cometas, asteróides e quasares, a fim de criar o maior e mais preciso catálogo 3D da Via Láctea de todos os tempos criada.
A primeira versão do Gaia Os dados, que ocorreram em setembro de 2016, continham as distâncias e movimentos de mais de dois milhões de estrelas. Mas o segundo lançamento de dados, que ocorreu em 25 de abril de 2018, é ainda mais impressionante. Incluídas no comunicado estão as posições, indicadores de distância e movimentos de mais de um bilhão de estrelas, asteróides dentro do nosso Sistema Solar e até estrelas além da Via Láctea.
Enquanto o primeiro lançamento de dados foi baseado em pouco mais de um ano de observações, o novo lançamento de dados abrange um período de cerca de 22 meses - que decorreu de 25 de julho de 2014 a 23 de maio de 2016. A análise preliminar desses dados revelou-se adequada detalha cerca de 1,7 bilhões de estrelas na Via Láctea e como elas se movem, o que é essencial para entender como nossa galáxia evoluiu ao longo do tempo.
Como Günther Hasinger, diretor de ciências da ESA, explicou em um recente comunicado de imprensa da ESA:
“As observações coletadas por Gaia estão redefinindo os fundamentos da astronomia. Gaia é uma missão ambiciosa que conta com uma enorme colaboração humana para entender um grande volume de dados altamente complexos. Isso demonstra a necessidade de projetos de longo prazo para garantir o progresso na ciência e tecnologia espaciais e implementar missões científicas ainda mais ousadas nas próximas décadas.“
A precisão de GaiaOs instrumentos permitiram medições tão precisas que foi possível separar a paralaxe de estrelas - a aparente mudança causada pela órbita da Terra ao redor do Sol - de seus movimentos pela galáxia. Dos 1,7 bilhões de estrelas catalogadas, a paralaxe e a velocidade (movimento adequado) de mais de 1,3 bilhão foram medidas e listadas.
Para cerca de 10% delas, as medições de paralaxe eram tão precisas que os astrônomos podem estimar diretamente as distâncias das estrelas individuais. Como explicou Anthony Brown, da Universidade de Leiden, que também é presidente do Conselho Executivo do Gaia Data Processing and Analysis Consortium,
“O segundo lançamento de dados do Gaia representa um enorme salto em relação à ESA‘s Satélite Hipparcos, Gaia‘antecessor e a primeira missão espacial para astrometria, que pesquisou cerca de 118 000 estrelas há quase trinta anos… Apenas o grande número de estrelas, com suas posições e movimentos, faria Gaia‘O novo catálogo já é bastante surpreendente. Mas há mais: este catálogo científico exclusivo inclui muitos outros tipos de dados, com informações sobre as propriedades das estrelas e outros objetos celestes, tornando esta versão verdadeiramente excepcional.“
Além dos movimentos adequados das estrelas, o catálogo fornece informações sobre uma ampla gama de tópicos que serão de interesse dos astrônomos e astrofísicos. Isso inclui medições de brilho e cores de quase todas as 1,7 bilhões de estrelas catalogadas, além de informações sobre como o brilho e a cor mudam para meio milhão de estrelas variáveis ao longo do tempo.
Ele também contém as velocidades ao longo da linha de visão de sete milhões de estrelas, as temperaturas da superfície de cerca de 100 milhões e o efeito da poeira interestelar em 87 milhões. Os dados de Gaia também contêm informações sobre objetos em nosso Sistema Solar, que incluem as posições de 14.000 asteróides conhecidos (o que permitirá a determinação precisa de suas órbitas).
Além da Via Láctea, Gaia obtiveram medições mais precisas das posições de meio milhão de quasares distantes - galáxias brilhantes que emitem grandes quantidades de energia devido à presença de um buraco negro supermassivo em seus centros. No passado, os quasares eram usados como um quadro de referência para as coordenadas celestes de todos os objetos no Gaia catálogo baseado em ondas de rádio.
No entanto, essas informações estarão agora disponíveis em comprimentos de onda ópticos pela primeira vez. Este e outros desenvolvimentos possibilitados pela Gaia, poderia revolucionar a forma como estudamos nossa galáxia e o universo. Como Antonella Vallenari, do Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), o Observatório Astronômico de Pádua, Itália, e a vice-presidente do Conselho Executivo do Data Processing Consortium, indicaram:
“Os novos dados de Gaia são tão poderosos que resultados emocionantes estão surgindo em nossa direção. Por exemplo, construímos o diagrama de estrelas Hertzsprung-Russell mais detalhado já feito no céu e já podemos identificar algumas tendências interessantes. Parece que estamos inaugurando uma nova era da arqueologia galáctica.“
O diagrama de Hertzsprung-Russell, que recebeu o nome dos dois astrônomos que o criaram no início do século 20, é fundamental para o estudo de populações estelares e sua evolução. Com base em quatro milhões de estrelas que foram selecionadas no catálogo (todas as quais estão a cinco mil anos-luz do Sol), o cientista conseguiu revelar pela primeira vez muitos detalhes finos sobre estrelas além do nosso Sistema Solar.
Juntamente com as medições de suas velocidades, o diagrama de Gaia Hertzsprung-Russell permite aos astrônomos distinguir entre populações de estrelas de diferentes idades, localizadas em diferentes regiões da Via Láctea (isto é, o disco e a auréola), e formadas em diferentes maneiras. Isso inclui estrelas em movimento rápido que antes pensavam pertencer ao halo, mas na verdade fazem parte de duas populações estelares.
"Gaia avançará muito a nossa compreensão do Universo em todas as escalas cósmicas", disse Timo Prusti, cientista do projeto Gaia na ESA. "Mesmo na vizinhança do Sol, que é a região que pensamos entender melhor, Gaia está revelando novos e empolgantes recursos."
Por exemplo, para um subconjunto de estrelas a alguns milhares de anos-luz do Sol, Gaia mediram sua velocidade em todas as três dimensões. A partir disso, foi determinado que eles seguem um padrão semelhante às estrelas que orbitam a galáxia em velocidades semelhantes. A causa desses padrões será objeto de pesquisas futuras, pois não está claro se é causado pela própria galáxia ou se é o resultado de interações com galáxias menores que se fundiram conosco no passado.
Por último mas não menos importante, Gaia dados serão usados para aprender mais sobre as órbitas de 75 aglomerados globulares e 12 galáxias anãs que giram em torno da Via Láctea. Essa informação lançará mais luz sobre a evolução de nossa galáxia, as forças gravitacionais que a afetam e o papel desempenhado pela matéria escura. Como Fred Jansen, gerente da missão Gaia na ESA, colocou:
“Gaia é a astronomia no seu melhor. Os cientistas estarão ocupados com esses dados por muitos anos e estamos prontos para ser surpreendidos pela avalanche de descobertas que desvendarão os segredos de nossa galáxia.“
A terceira versão do Gaia os dados estão programados para ocorrer no final de 2020, com o catálogo final sendo publicado na década de 2020. Enquanto isso, uma extensão já foi aprovada para o Gaia missão, que permanecerá em operação até o final de 2020 (a ser confirmado no final deste ano). Uma série de artigos científicos que descrevem o que foi aprendido com este último lançamento também aparecerá em uma edição especial de Astronomia e Astrofísica.
Da evolução das estrelas à evolução da nossa galáxia, o segundo Gaia a liberação de dados já está provando ser um benefício para astrônomos e astrofísicos. Mesmo após a conclusão da missão, podemos esperar que os cientistas continuem analisando os dados e aprendendo muito mais sobre a estrutura e evolução do nosso Universo.
