Skip to main content

Exploiting the synergies between Gaia and spectroscopic stellar surveys to constrain next-generation Milky-Way models

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nowe dane zmieniają nasz pogląd na poprzeczkę galaktyczną i gromady gwiazd w Drodze Mlecznej

Naukowcy korzystający ze środków UE stworzyli niezwykle szczegółowy trójwymiarowy spis galaktycznej „poprzeczki” i pięknych gromad otwartych, składających się z dziesiątek do setek gwiazd tworzących dysk Drogi Mlecznej. Badanie populacji gwiazd w Drodze Mlecznej może przynieść wiele nowych informacji na temat naszej galaktyki i Wszechświata jako całości.

Badania podstawowe
Przemysł kosmiczny

Galaktyki są złożonymi systemami, którymi rządzą konkurujące ze sobą procesy fizyczne, zachodzące w skrajnie różnych skalach przestrzennych, czasowych i energetycznych. Szeroko zakrojone kampanie obserwacyjne, takie jak flagowa misja ESA Gaia i naziemne obserwacje spektroskopowe mają na celu zebranie informacji dotyczących kinematyki, składu chemicznego i wieku miliardów gwiazd. „Złożoność i bogactwo nowo otrzymanych danych stanowi ogromne wyzwanie dla najnowszych metod analitycznych. Zaczynamy już dostrzegać, gdzie można by ulepszyć obecne modele galaktyk, ale wiele szczegółów pozostaje ukrytych z powodu błędów selekcji, których do niedawna nie można było w pełni uwzględnić”, mówi Friedrich Anders, koordynator projektu GaiaSpectroSynergy, finansowanego ze środków działania „Maria Skłodowska-Curie”. Członkowie zespołu wykorzystali synergię pomiędzy najbogatszym jak dotąd katalogiem gwiazd Gaia i uzupełniającymi danymi z badań spektroskopowych, aby ograniczyć modele galaktyk i dostarczyć astronomom przełomowych narzędzi, które powinny znacznie ułatwić przyszłe badania w tej dziedzinie. W ramach projektu opracowano i opublikowano kilka katalogów zawierających precyzyjne parametry fotometryczne oraz informacje na temat wieku, odległości i ekstynkcji dla ponad 265 milionów gwiazd.

Nowe spojrzenie na populację galaktycznych gromad otwartych

Drugie wydanie katalogu danych Gaia opublikowane w kwietniu 2018 roku pokazało, że wcześniejsze katalogi galaktycznych gromad otwartych były zarówno niekompletne, jak i znacznie zanieczyszczone przez asteryzmy – skupiska gwiazd, które mogą dawać złudzenie, że stanowią część gromady. „Udało nam się odkryć setki nowych gromad otwartych i wyznaczyć jednorodne parametry fizyczne oraz dokładny wiek ponad 1 800 z nich. Wyniki tych badań zmieniły nasz pogląd na niedawną historię dynamiki chemicznej dysku galaktycznego”, mówi Anders. Zespół wykazał, że niektóre kluczowe parametry dysku galaktycznego, w tym rozkład wieku gromad, muszą zostać zrewidowane. „Wpływa to na wcześniejsze szacunki dotyczące tempa powstawania i niszczenia gromad gwiazd. Możemy wywnioskować, że tylko około 16 % wszystkich gwiazd powstałych w sąsiedztwie Słońca formuje się w gromadach”, dodaje Anders. Przesunięcie punktu ciężkości z oddzielnej analizy gwiazd „polowych” (losowo rozmieszczonych gwiazd, które zniekształcają wyniki badań) i gromad otwartych w kierunku całościowego zrozumienia ewolucji gwiazd w Drodze Mlecznej prawdopodobnie pozostanie kluczowym wyzwaniem w najbliższym dziesięcioleciu. „Pojawienie się danych Gaia w 2018 roku oznaczało konieczność radykalnej rewizji spisu galaktycznych gromad otwartych”, wyjaśnia Anders.

Tworzenie obrazu poprzeczki Drogi Mlecznej

Zespół połączył drugie wydanie katalogu danych Gaia z kilkoma obserwacjami przeprowadzonymi w podczerwieni przy użyciu kodu programistycznego o nazwie StarHorse. Kod pozwolił na porównanie obserwacji z modelami gwiazd w celu określenia temperatur powierzchni, ekstynkcji i odległości gwiazd. „Wyznaczyliśmy odległości milionów gwiazd z bardzo dużą dokładnością – w niektórych przypadkach poprawa możliwa dzięki wykorzystaniu danych o wielu długościach fal wyniosła nawet 20 %”, tłumaczy Anders. „To, co mogło być katastrofalne w skutkach dla systemów obliczeniowych, okazało się działać niezwykle dobrze: nasze wyniki poprawiły dokładność drugiego wydania katalogu danych Gaia i ukazały obecność galaktycznej poprzeczki w danych Gaia znacznie bardziej jednoznacznie niż wcześniej”. „Od dziesięcioleci wiemy, że Droga Mleczna ma poprzeczkę, ale do tej pory dysponowaliśmy tylko pośrednimi wskazówkami związanymi z ruchami gwiazd i gazu bądź w postaci liczby gwiazd określonej w obserwacjach prowadzonych w podczerwieni. Teraz po raz pierwszy widzimy galaktyczną poprzeczkę w trzech wymiarach, opartych na geometrycznych pomiarach odległości gwiazd”, mówi na koniec Anders.

Słowa kluczowe

GaiaSpectroSynergy, Gaia, gwiazda, Droga Mleczna, gromada otwarta, poprzeczka galaktyczna, badania spektroskopowe, dysk galaktyczny, StarHorse

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania