Απενεργοποιείται η ευρωπαϊκή διαστημική αποστολή Gaia – Χαρτογράφησε τον Γαλαξία μας με πρωτοφανή ακρίβεια

Έχοντας ήδη γράψει αστρονομική και επιστημονική ιστορία, το διαστημικό σκάφος Gaia, που εκτοξεύθηκε το 2013 και είχε ως αποστολή να χαρτογραφήσει τον Γαλαξία μας σε τρεις διαστάσεις, πρόκειται να απενεργοποιηθεί σήμερα Πέμπτη 27 Μαρτίου.

Ο όγκος των δεδομένων που έχουν συλλεχθεί είναι τέτοιος που θα χρειαστούν άλλα πέντε χρόνια για να ολοκληρωθεί η επεξεργασία τους, ενώ θα χρειαστούν δεκαετίες για την ανάλυσή τους.

Έχει ήδη γράψει αστρονομική και επιστημονική ιστορία. Το διαστημικό σκάφος Gaia, που εκτοξεύθηκε το 2013 και είχε ως αποστολή να χαρτογραφήσει τον Γαλαξία μας σε τρεις διαστάσεις, πρόκειται να απενεργοποιηθεί σήμερα Πέμπτη 27 Μαρτίου. Ο όγκος των δεδομένων που έχουν συλλεχθεί είναι τέτοιος που θα χρειαστούν άλλα πέντε χρόνια για να ολοκληρωθεί η επεξεργασία τους, για να μην αναφέρουμε τον χρόνο που θα χρειαστεί για την ανάλυσή τους. Το Franceinfo αποκωδικοποιεί τρεις ανακαλύψεις που έκανε αυτή η αποστολή “γαλαξιακής αρχαιολογίας” που ξεκίνησε από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA).

1. Το σχήμα του Γαλαξία μας και ο στρεβλωμένος δίσκος του

Για δώδεκα χρόνια, το σκάφος Gaia ανέλαβε το ρόλο του παρατηρητή του γαλαξία μας, καταγράφοντας τις θέσεις 1,7 δισεκατομμυρίων άστρων και άλλων ουράνιων σωμάτων. Οι ειδικοί το ονομάζουν αυτό αστρομετρία ή μέτρηση των άστρων στον ουρανό. Για καθένα από αυτά, το έκανε με πρωτοφανή ακρίβεια, και μάλιστα σε αρκετές περιπτώσεις. Το έργο αυτό έχει δημιουργήσει εικόνες του Γαλαξία μας με εξαιρετική λεπτομέρεια. Εδώ είναι μια άποψη του γαλαξία μας, με ένα βέλος που δείχνει προς το ηλιακό μας σύστημα.

Καλλιτεχνική άποψη του Γαλαξία μας και του ηλιακού μας συστήματος, βασισμένη σε δεδομένα που συλλέχθηκαν από το σκάφος Gaia του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος.

ESA / GAIA / DPAC, STEFAN PAYNE-WARDENAAR

“Η Γαία έχει αλλάξει την αντίληψή μας για τον Γαλαξία μας. Ακόμα και κάποιες βασικές ιδέες έχουν αναθεωρηθεί”, σχολιάζει ο Stefan Payne-Wardenaar, επιστημονικός οπτικοποιητής στο Ινστιτούτο Αστρονομίας Μαξ Πλανκ της Γερμανίας, ο οποίος παρήγαγε τις εικόνες, στον ιστότοπο της ESA. Μεταξύ των θεμελιωδών ιδεών που αναθεωρήθηκαν, αναφέρει τη “στρέβλωση του δίσκου”. Πράγματι, όταν τον βλέπουμε από το πλάι, ο δίσκος του Γαλαξία μας δεν φαίνεται επίπεδος αλλά κυματιστός, σαν στρεβλωμένος τροχός.

Άποψη του Γαλαξία μας από το πλάι, με δεδομένα από την αποστολή Gaia, που δείχνει ότι ο δίσκος του είναι στρεβλωμένος.

ESA / GAIA / DPAC, STEFAN PAYNE-WARDENAAR

Αυτή η παρατήρηση ήταν ήδη γνωστή, αλλά τα δεδομένα του Gaia μας επέτρεψαν να χαρακτηρίσουμε καλύτερα αυτή την παρατυπία και να βελτιώσουμε τις υποθέσεις μας για την προέλευσή της. Σε μια εργασία που δημοσιεύθηκε το 2020 στο επιστημονικό περιοδικό Nature Astronomy, οι αστρονόμοι πρότειναν ότι η στρέψη του δίσκου δεν ήταν στατική: σύμφωνα με αυτούς, αλλάζει προσανατολισμό καθώς περιφέρεται γύρω από το γαλαξιακό κέντρο, σαν παραμορφωμένος δίσκος βινυλίου. Μόνο που σε αυτή την περίπτωση, η περιστροφή δεν πραγματοποιείται με την ταχύτητα των 33 ή 45 στροφών ανά λεπτό, αλλά με μία περιστροφή σε 600 έως 700 εκατομμύρια χρόνια.

Αναπαράσταση της στρέψης του δίσκου του Γαλαξία μας, με βάση τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από τον ανιχνευτή Gaia. Δείχνει ότι ο Ήλιος μας απέχει 26.000 έτη φωτός από το κέντρο, ενώ η ακτίνα του δίσκου είναι διπλάσια.

ESA / STEFAN PAYNE-WARDENAAR

Οι ειδικοί εκτιμούν ότι το φαινόμενο προέρχεται από τη συνεχιζόμενη σύγκρουση με έναν μικρό γειτονικό γαλαξία, τον Τοξότη. Η συνάντηση με τον Τοξότη, η οποία λαμβάνει χώρα σε διάστημα εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών, λέγεται ότι παράγει κάθετες ταλαντώσεις, παρόμοιες με τους κυματισμούς που προκαλεί ένα βότσαλο που ρίχνεται στο νερό. Το σχήμα του δίσκου δεν είναι το μόνο στοιχείο για το οποίο η Γαία αύξησε τις γνώσεις μας. Γνωρίζουμε τώρα, για παράδειγμα, ότι τα αστέρια κοντά στο κέντρο του γαλαξία είναι πλουσιότερα σε σίδηρο από εκείνα που βρίσκονται στο εξωτερικό, στους σπειροειδείς βραχίονες του γαλαξία.

2. Κατά τη νεότητά του, ο Γαλαξίας μας υπέστη μια μεγάλη συγχώνευση με άλλο γαλαξία

“Στόχος της Γαίας ήταν να επανασχεδιάσει την ιστορία του γαλαξία στον οποίο ζούμε. Αποστολή εξετελέσθη”, δήλωσε στο franceinfo ο Piercarlo Bonifacio, διευθυντής έρευνας στο CNRS. Η έρευνα της αποστολής παρείχε “αποδείξεις” που επιβεβαιώνουν αυτό που οι ειδικοί διαισθάνονταν εδώ και καιρό: ο Γαλαξίας μας συνάντησε τον νάνο γαλαξία Γαία-Εγκέλαδο στα νιάτα του, πριν από 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Τότε, ο Γαλαξίας μας ήταν πολύ μικρότερος από ό,τι είναι σήμερα και η αναλογία μεταξύ των δύο γαλαξιών ήταν περίπου τέσσερα προς ένα, εξήγησε το Εθνικό Ινστιτούτο Επιστημών του Πανεπιστημίου CNRS το 2018. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο πρόκειται για μια “μεγάλη συγχώνευση”, σύμφωνα με τα λόγια του Piercarlo Bonifacio.

Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν επέτρεψαν στις επιστημονικές ομάδες του Gaia να προσομοιώσουν αυτό το γεγονός σε βίντεο. Το βίντεο δείχνει πώς τα αστέρια του Γαία-Εγκέλαδου (με κόκκινο χρώμα) έγιναν σταδιακά μέρος του Γαλαξία μας και πώς τελικά συγχωνεύτηκαν με αυτόν.

Τα απομεινάρια του Γαία-Εγκέλαδου είναι τώρα παρόντα σε ένα μεγάλο μέρος του γαλαξία μας, αν και όχι ομοιόμορφα κατανεμημένα. Τα αστέρια που κάποτε ανήκαν σε αυτόν τον νάνο γαλαξία βρίσκονται τώρα σε μεγάλο βαθμό στο φωτοστέφανο που περιβάλλει τον Γαλαξία μας: χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι είναι φτωχότερα σε ασβέστιο, μαγνήσιο ή πυρίτιο από τα αστέρια που γεννήθηκαν τοπικά, εξήγησε η Alejandra Recio-Blanco, αστρονόμος στο Εργαστήριο Lagrange του Αστεροσκοπείου της Κυανής Ακτής, η οποία συμμετέχει στενά στην αποστολή Gaia.

Άλλες συγχωνεύσεις έχουν εμπλουτίσει επιπλέον τον Γαλαξία μας, ο οποίος τώρα πλησιάζει τον γαλαξία του Τοξότη. Όλες αυτές οι συσσωρεύσεις του επέτρεψαν να μεγαλώσει και να γίνει ένας από τους πιο επιβλητικούς στην τοπική του ομάδα, η οποία περιλαμβάνει δεκάδες άλλους. Όμως δεν είχαν όλες αυτές οι ενσωματώσεις τόσο μεγάλο αντίκτυπο όσο αυτή με τον γαλαξία Γαία-Εγκέλαδο. Επιπλέον, όλες αυτές οι ανακατατάξεις πρέπει να τεθούν σε μια προοπτική. Ο Piercarlo Bonifacio επισημαίνει ότι ο Γαλαξίας μας έχει μια “ήσυχη ζωή σε σύγκριση με τον μέσο γαλαξία”, ο οποίος μερικές φορές τυχαίνει να βιώνει “πιο βίαιες” συγχωνεύσεις. Ορισμένοι επιστήμονες, προσθέτει, υποθέτουν ότι χάρη σε αυτή την ηρεμία μπόρεσε να εμφανιστεί η ζωή στον Γαλαξία μας.

3. Εντοπίστηκε τύπος μαύρης τρύπας που δεν είχε παρατηρηθεί στον Γαλαξία μας

Η υψηλή ακρίβεια των συστηματικών και επαναλαμβανόμενων μετρήσεων του Gaia του επέτρεψε να ανιχνεύσει αντικείμενα που δεν αποτελούσαν μέρος της βασικής του αποστολής. Συγκεκριμένα, τα όργανα του σκάφους ανακάλυψαν τρεις διακριτικές μικρές μαύρες τρύπες, αρκετά διαφορετικές από τα υπερμεγέθη τέρατα στο κέντρο των γαλαξιών, τα οποία μπορεί να έχουν μέγεθος εκατομμυρίων ηλιακών μαζών ή και περισσότερο. Μεταξύ αυτών που βρήκε η Gaia, η τελευταία, που ονομάζεται BH3, προκάλεσε αίσθηση. “Ήταν εκπληκτικό γιατί είδα τους επιστήμονες πραγματικά χαρούμενους για την ανακάλυψη αυτή και πραγματικά ενθουσιασμένους”, θυμάται ο Antoine Guerrier, τεχνικός συντονιστής, σε ένα βίντεο που έδωσε στη δημοσιότητα η γαλλική διαστημική υπηρεσία.

Εικόνα του Γαλαξία μας, βασισμένη σε δεδομένα του Gaia, με τις θέσεις των τριών μαύρων τρυπών που έχουν εντοπιστεί μέχρι στιγμής από την ευρωπαϊκή αποστολή: BH1, η πρώτη, BH2, η δεύτερη και BH3, η τρίτη.

ESA / GAIA / DPAC

Γιατί όλη αυτή η φασαρία; Οι δύο πρώτες που ανακαλύφθηκαν, οι BH1 και BH2, είναι αστρικές μαύρες τρύπες, δηλαδή αποτέλεσμα της έκρηξης ενός άστρου, με συμβατικό μέγεθος περίπου 20 ηλιακές μάζες. Η BH3, με 33 ηλιακές μάζες, είναι ενός διαμετρήματος που δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ στο γαλαξία μας. Είναι το πρώτο γνωστό παράδειγμα μιας τεράστιας αστρικής μαύρης τρύπας στον Γαλαξία μας και “η μάζα της είναι μεγαλύτερη από αυτή που προβλέπουν τα περισσότερα μοντέλα αστρικής εξέλιξης”, επισημαίνει το Centre National des Études Spatiales.

Μέχρι τώρα, αστρικές μαύρες τρύπες υψηλής μάζας ανιχνεύονταν από βαρυτικά κύματα κατά τη διάρκεια συγχωνεύσεων μαύρων οπών σε μακρινούς γαλαξίες. Η BH3 είναι ένα σπάνιο αντικείμενο και η σχετικά κοντινή θέση της, σε απόσταση 2.000 ετών φωτός, προσφέρει τη δυνατότητα “λεπτομερούς μελέτης της”, ενθουσιάστηκε ο Pasquale Panuzzo, ερευνητής μηχανικός στο CNRS, τον Ιούλιο του 2024, κατά τη διάρκεια σεμιναρίου στο Αστεροσκοπείο του Παρισιού με τίτλο “Gaia BH3, un trou noir extraordinaire” (περίπου 25′ στο βίντεο).

Αυτή η αδρανής μαύρη τρύπα είναι επίσης ασυνήθιστη στο ότι περιστρέφεται προς την αντίθετη κατεύθυνση από τα άλλα αστέρια του γαλαξία. Αυτή η διαφορά συνδέεται με το γεγονός ότι η BH3 ανήκει σε ένα πρώην σμήνος άστρων, που ονομάζεται ED-2, το οποίο απορροφήθηκε από τον Γαλαξία μας. Η μαύρη τρύπα δεν έχει ακόμη αποκαλύψει όλα τα μυστικά της: οι ειδικοί αναμένουν πολυάριθμες μελέτες για την BH3 προκειμένου να την κατανοήσουν καλύτερα και να εντοπίσουν την προέλευση και την πορεία της. Για να μην αναφέρουμε το γεγονός ότι τα ξαδέλφια της BH3 θα μπορούσαν επίσης να προκύψουν από τις τρέχουσες και μελλοντικές αναλύσεις.

Πέρα από τη συγκεκριμένη περίπτωση, οι έρευνες της Γαίας έχουν μακρά ζωή μπροστά τους. “Τα τελικά δεδομένα αναμένεται να δημοσιευθούν το 2030″, υπενθυμίζει στο franceinfo η Paola Sartoretti, μηχανικός έρευνας στο Αστεροσκοπείο του Παρισιού. Αλλά η κληρονομιά θα διαρκέσει, νομίζω, για δεκαετίες”.

indicator.gr