W grudniu 2013 r. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) uruchomiła program Gaia misja. Od tego czasu to obserwatorium kosmiczne jest zajęte obserwowaniem ponad 1 miliarda obiektów astronomicznych w naszej galaktyce i poza nią - w tym gwiazd, planet, komet, asteroid, kwazarów itp. - wszystko w celu stworzenia największego i najbardziej precyzyjnego katalogu przestrzeni 3D kiedykolwiek zrobiony.
Od tego czasu ESA wydała również dwie wersje danych, z których obie doprowadziły do przełomowych odkryć. Najnowsze pochodzą z obserwatorium w Leiden, w którym korzystał zespół astronomów Gaia dane do śledzenia, jak im się wydawało, gwiazd o dużej prędkości wyrzucanych z Drogi Mlecznej, ale które faktycznie poruszały się w naszej galaktyce.
Badanie opisujące ich wyniki zostało niedawno opublikowane w Internecie Miesięczne powiadomienia o Royal Astronomical Społeczeństwo - pod tytulem „Gaia DR2 w 6D: Wyszukiwanie najszybszych gwiazd w Galaxy „. Badanie było prowadzone przez doktora Tommaso Marchettiego, doktora z Obserwatorium w Leiden, i obejmowało Elenę Rossi (profesor nadzwyczajny w Leiden) i Anthony'ego Browna - przewodniczącego Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC).
Na potrzeby badań zespół skonsultował dane z Gaia'sdrugie wydanie danych (DR2) - które miało miejsce 25 kwietnia 2018 r. i jest oparte na obserwacjach dokonanych między 25 lipca 2014 r. a 23 maja 2016 r. Zawarte w tych danych były pozycje, paralaksy i właściwe ruchy około 1,3 miliarda gwiazd , który obejmuje te, które podróżują po naszej galaktyce z prędkością setek kilometrów na sekundę.
Astronomowie są zainteresowani tymi gwiazdami, ponieważ ich ruchy mogą dostarczyć wskazówek na temat historii Galaktyki w przeszłości. Najszybszą klasą tych gwiazd są gwiazdy hiperszybkości (HVS), które poruszają się z prędkością do 700 km / s (435 mi / s) w odległości od 100 do 50 000 lat świetlnych od centrum galaktyki. Uważa się, że gwiazdy te powstały w jądrze naszej galaktyki, zanim zostały wyrzucone, dzięki interakcjom z supermasywną czarną dziurą (SMBH) w jej centrum.
Jak dotąd w naszej galaktyce odkryto tylko około 20 gwiazd hiperszybkości, ale Gaia's niedawno opublikowana druga wersja danych stanowi wyjątkową okazję do poszukiwania większej ich liczby. Jak wyjaśniła współautorka badań Elena Maria Rossi w niedawnej informacji prasowej Royal Astronomical Society:
„Z siedmiu milionów gwiazd Gaia z pełnymi pomiarami prędkości 3D, znaleźliśmy dwadzieścia, które mogą podróżować wystarczająco szybko, aby ostatecznie uciec z Drogi Mlecznej.”
W przeciwieństwie do tego, czego się spodziewali, zespół stwierdził, że większość HVS, które zauważyli, ścigała się w kierunku centrum Drogi Mlecznej, a nie daleko od niej. Zamiast być gwiazdami, które zostały wyrzucone z naszej galaktyki, jest całkiem możliwe, że są intergalaktycznymi intruzami pochodzącymi z Wielkiego Obłoku Magellana lub z jeszcze bardziej odległej galaktyki. Jeśli to prawda, gwiazdy te będą nosiły piętno swojego miejsca pochodzenia.
W podobny sposób, w jaki badanie meteorytów marsjańskich może nas nauczyć o strukturze i składzie Marsa, badanie tych gwiazd może nam wiele powiedzieć o naturze gwiazd w innej galaktyce. Fakt, że HVS podróżują przez naszą galaktykę, daje astronomom możliwość badania gwiazd pozagalaktycznych w znacznie bliższej odległości, niż byłoby to możliwe. Jak wyjaśniła Elena:
„Gwiazdy mogą być przyspieszane do dużych prędkości, gdy wchodzą w interakcje z supermasywną czarną dziurą. Obecność tych gwiazd może być oznaką takich czarnych dziur w pobliskich galaktykach. Ale gwiazdy mogły kiedyś być częścią układu podwójnego, który rzucił się w kierunku Drogi Mlecznej, gdy ich towarzysząca gwiazda wybuchła jako supernowa. Tak czy inaczej, badanie ich może powiedzieć nam więcej o tego rodzaju procesach w pobliskich galaktykach. ”
Zespół badawczy przyznaje, że istnieje inna możliwość. Zasadniczo te nowo zidentyfikowane HVS mogły pochodzić z halo naszej galaktyki, ale zostały następnie przyspieszone i popchnięte do wewnątrz, gdy Droga Mleczna zaczęła kontaktować się z jedną z wielu galaktyk karłowatych, z którymi się połączyła w swojej historii. Patrząc w przyszłość, zespół ma nadzieję uzyskać więcej informacji na temat wieku i składu gwiazd za pomocą teleskopów naziemnych.
Te dane pomogą zespołowi zawęzić naturę i pochodzenie tych gwiazd z większą dokładnością. Ponadto planowane są dwie kolejne publikacje danych Gaia misja, z wydaniem DR3 zaplanowanym na 2021 r., podczas gdy wersja ostateczna (z wyjątkiem rozszerzeń misji) pozostaje TBD. Każda z tych publikacji danych zapewni nowe i bardziej precyzyjne informacje na temat większego zestawu gwiazd. Jak wspominał współautor Anthony Brown:
„W końcu oczekujemy pełnych pomiarów prędkości 3D dla nawet 150 milionów gwiazd. Pomoże to znaleźć setki lub tysiące gwiazd hiperszybkości, bardziej szczegółowo zrozumieć ich pochodzenie i wykorzystać je do badania środowiska centrum galaktycznego, a także historii naszej Galaktyki. ”
Te najnowsze wyniki po raz kolejny pokazują, jak skuteczny jest Gaia obserwatorium ma swoją misję. Od chwili obecnej do ostatecznego wydania danych oczekuje się, że zostanie dokonanych o wiele więcej ekscytujących odkryć dotyczących naszej galaktyki i jej otoczenia.
