W grudniu 2013 r. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) uruchomiła program Gaia misja, obserwatorium kosmiczne przeznaczone do pomiaru pozycji ruchów ciał niebieskich. W trakcie swojej pięcioletniej misji obserwatorium badało łącznie 1 miliard obiektów - w tym odległe gwiazdy, planety, komety, asteroidy, kwazary itp. - w celu stworzenia największego i najbardziej precyzyjnego katalogu przestrzeni 3D kiedykolwiek zrobiony.
W drugim wydaniu Gaia dane, które miały miejsce 25 kwietnia 2018 r., astronomowie dokonali głębokich odkryć na temat naszej Galaktyki. Najnowsza jest mapa 3D Drogi Mlecznej, która koncentruje się na gwiazdach OB, najgorętszych, najjaśniejszych i najbardziej masywnych gwiazdach w naszej Galaktyce. Dzięki najnowszej mapie 3D Gaia dostarczył astronomom jeszcze jednego narzędzia do badania rozmieszczenia i składu naszej Galaktyki, a także jej przeszłej i przyszłej ewolucji.
Mówiąc prościej, bardzo trudne jest odwzorowanie struktury Drogi Mlecznej - która ma spłaszczony kształt dysku, który charakteryzuje się ramionami spiralnymi - lub odtworzenie rozkładu gwiazd w dysku. Wynika to z faktu, że Układ Słoneczny, podobnie jak większość gwiazd w naszej Galaktyce, jest osadzony w samym dysku galaktycznym. W rezultacie astronomowie musieli polegać na obserwacjach innych galaktyk, aby lepiej zrozumieć, jak wyglądają nasze własne.
To tutaj obserwowane są pozycje 3D i ruchy 2D ponad 1 miliarda obiektów Gaia wchodzi w grę. Wykorzystując dane dotyczące 40 000 gwiazd OB znajdujących się w odległości 10 000 lat świetlnych od Słońca, Kevin Jardine - programista i astronom amator, który specjalizuje się w wykorzystaniu danych astronomicznych do mapowania Drogi Mlecznej - był w stanie stworzyć tę kompleksową mapę.
Ponieważ gwiazdy OB mają stosunkowo krótkie życie - nawet kilkadziesiąt milionów lat - najczęściej znajdują się w pobliżu miejsc formacji na dysku galaktycznym. Podczas swojego życia gwiazdy te emitują znaczną ilość promieniowania ultrafioletowego, które szybko jonizuje otaczający gaz międzygwiezdny. Jako takie mogą być używane do śledzenia ogólnego rozkładu młodych gwiazd, miejsc formowania gwiazd i spiralnych ramion Galaktyki z dużą dokładnością.
Jak wyjaśnił Jardine na swoim blogu w Galaxy Map:
„Opracowałem tę mapę z pomocą naukowców z misji Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej oraz badaczy z uniwersytetów w Leiden i Heidelbergu. Obejmuje ona izosurface gęstości gwiazd odwzorowujące główne stężenia cieplejszych gwiazd klasy O, B i A w wydaniu Gaia DR2, około 5000 ekstremalnie gorących gwiazd jonizujących, chmury pyłu i regiony HII. Co więcej, jest dostępny zarówno w formie twarzy oglądanej z góry Drogi Mlecznej, jak i prawdziwej wersji 3D w najnowszej wersji Gaia Sky. ”
W ten sposób Jardine była w stanie stworzyć mapę, która jest wyśrodkowana na Słońcu i pokazuje Dysk Galaktyczny tak, jak wyglądałby spoza Galaktyki. Aby poradzić sobie z ogromną liczbą gwiazd w Gaia W katalogu Kevin zastosował technikę często stosowaną w skanach TK do wizualizacji tkanki narządów i kości. Technika ta znana jest jako izosurface gęstości, w których gładka powierzchnia reprezentuje punkty o stałej wartości w przestrzeni 3D przestrzeni.
Pozwala to na wizualizację regionów o różnej gęstości; w tym przypadku różne regiony dysku galaktycznego były reprezentowane przez różne kolory w zależności od gęstości gwiazd jonizujących. Regiony o największej gęstości są reprezentowane w odcieniach różowo-fioletowych, regiony o średniej gęstości są reprezentowane przez fiolet / niebieski, a regiony o niskiej gęstości są ciemnoniebieskie.
Jadrine skonsultowała się również z danymi z innych badań astronomicznych w celu mapowania stężeń pyłu międzygwiezdnego (zielony) i znanych chmur zjonizowanego gazu (czerwone kule). Jak widać, mapa ma nietypowy wygląd, w którym koncentracje gwiazd wydają się być rozmieszczone raczej w szprychach rozciągających się od rdzenia, a nie w ramionach spiralnych. Wynika to z kombinacji chmur pyłu zasłaniających widok gwiazd za nimi i rozmieszczenia gwiazd wzdłuż określonych linii wzroku.
Na swoim blogu Jardine wyraził dużą dumę z powodu mapy, którą stworzył i podziękował wszystkim, którzy pomogli jej umożliwić. „Czasami marzenia się spełniają” - napisał. „Dzisiaj mogę ogłosić szczegółową mapę Drogi Mlecznej na 3000 parseków lub około 10 tysięcy lat świetlnych od Słońca… Prowadzę tę witrynę już od prawie 14 lat, ale dziś czuję się jak nowy początek”.
Ta mapa, która jest najnowszym przełomem pochodzącym z drugiego wydania Gaia dane pomogą astronomom dowiedzieć się więcej o rodzajach gwiazd tworzących naszą Galaktykę, jej ogólnej strukturze oraz o tym, jak Droga Mleczna może ewoluować w przyszłości. Trzecie wydanie Gaia dane mają się odbyć pod koniec 2020 r., a ostateczny katalog zostanie opublikowany w latach 2020.
Tymczasem rozszerzenie zostało już zatwierdzone dla Gaia misja, która będzie działać do końca 2020 roku. Interaktywna wersja tej mapy jest również dostępna jako część Gaia Sky, oprogramowania do wizualizacji astronomii 3D w czasie rzeczywistym, opracowanego dla Gaia misja na Astronomisches Rechen-Institut Uniwersytetu w Heidelbergu.
I koniecznie sprawdź ten zwiastun Gaia Mapa 3D, dzięki uprzejmości Kevina Jardine'a:
