Gaia 3. Datenveröffentlichung am 13. Juni
Gaia ist ein Weltraumobservatorium der Europäischen Weltraumorganisation, das 2013 ins Leben gerufen wurde und voraussichtlich bis 2025 in Betrieb sein wird L-2-Punktim gleichen Parkplatz im Erde-Sonne-System als James Webb Space Telescope der NASA, Nachfolger von Hubble. Gaias Aufgabe ist es, aus der Nähe unserer Heimat zu schauen, auf unsere eigene Sterneninsel im Weltraum, unsere Milchstraße. Gaias Daten über unsere Heimatgalaxie wurden stapelweise an Wissenschaftler freigegeben, mit dem erste Datenveröffentlichung im Jahr 2016 und die zweite im Jahr 2018. Heute – Montag, der 13. Juni 2022 – war Gaias dritte Datenveröffentlichung.
Es ist schwer, die Fülle an faszinierenden Entdeckungen über unsere Galaxie und ihre Sterne und Sternensysteme zu betonen, die durch Gaia ermöglicht wurden. Der Prozess besteht darin, dass die ESA die Daten veröffentlicht und Astronomen sie dann durchsuchen, um so viel wie möglich herauszufinden. Letztendlich werden Gaia-Daten verwendet, um das zu erstellen, was die ESA am 13. Juni sagte:
… die genaueste und vollständigste mehrdimensionale Karte der Milchstraße (jemals).
Klicken Sie hier, um einige Ergebnisse der ersten beiden Datenveröffentlichungen von Gaia anzuzeigen
Gaia misst, wie sich Sterne bewegen
Gaia tut, was man nennt Astrometrie: Im Wesentlichen macht es äußerst genaue Messungen der Positionen von Sternen. Als ich in den 1970er Jahren anfing, über Astronomie zu schreiben, dachte ich, die Astrometrie sei eine der am wenigsten glamourösen Möglichkeiten, den Himmel zu studieren. Jetzt halte ich Gaia für überaus faszinierend. Warum hat sich das bei mir geändert? Bedenken Sie, dass wir in den 1970er Jahren oft von den „Fixsternen“ sprachen. Zum Beispiel wussten wir, dass sich Sterne in unserer Milchstraße um das Zentrum der Galaxie bewegen, aber wir konnten sie während eines einzigen Menschenlebens nicht sehen. Selbst die Astrometrie der 1970er Jahre konnte ihre Bewegung kaum erkennen. Aber das war Jahrzehnte vor Gaia.
Gaia kann Sternpositionen sehr genau messen. Es nimmt eine Messung vor und kommt einige Zeit später zurück und misst die Position desselben Sterns erneut. Und wieder. Und das seit 2013 für etwa zwei Milliarden Sterne in unserer Milchstraße.
Und so gibt Gaia Astronomen etwas, das sie noch nie zuvor hatten. Es gibt ihnen einen großflächigen und sehr genauen Einblick, wie sich die Objekte in unserer Milchstraße im Laufe der Zeit bewegen.
Was ist neu in der 3. Datenfreigabe?
Aber das ist nicht alles, was Gaia tut. Die ESA sagte am 13. Juni:
Gaias dritter vollständiger Datensatz enthält neue und verbesserte Details für fast 2 Milliarden Objekte in unserer Milchstraße. Der Katalog enthält neue Informationen, darunter chemische Zusammensetzungen, Sterntemperaturen, Farben, Massen, Alter und die Geschwindigkeit, mit der sich Sterne auf uns zu oder von uns weg bewegen. Viele dieser Informationen werden von offenbart Spektroskopie, eine Technik, bei der Sternenlicht in seine einzelnen Farben zerlegt wird (wie bei einem Regenbogen). Es listet auch spezielle Untergruppen von Sternen auf, z. B. solche, die ihre Helligkeit im Laufe der Zeit ändern. Ebenfalls neu in diesem Datensatz ist der bisher größte Katalog von Doppelsterne in der Milchstraße, Tausende von Objekten des Sonnensystems wie Asteroiden und Planetenmonde sowie Millionen von Galaxien und Quasaren außerhalb der Milchstraße.
Gaia kann „seltsame“ Sternbeben erkennen
In dem Video unten wurde die Häufigkeit rotierender – und pulsierender – Sterne, die von Gaia gesehen wurden, um das 8,6-Millionenfache erhöht. Diese Erhöhung verschob die Frequenz in einen Bereich, der für Menschen hörbar ist. Es ist eine schöne Vorstellung, dass Sterne in unserer Galaxie über eine lange, langsame Frequenz, die Menschen normalerweise nicht hören würden, die seltsame „Musik“ ausstrahlen, die Sie im Video hören.
Gaia hatte zuvor Messungen an Sternen vorgenommen, die periodisch anschwellen und schrumpfen, während sie ihre Kugelform beibehalten. Aber – mit dieser dritten Datenveröffentlichung – sah Gaia eine andere Art von Vibration: „eher wie große Tsunamis“, ESA sagtefügt hinzu:
Diese nichtradiale Schwingungen verändern die globale Form eines Sterns und sind daher schwerer zu erkennen.
Nichtradiale Oszillationsmodi bewirken, dass sich die Oberfläche eines Sterns bewegt, während er rotiert, wie in der Animation (unten) gezeigt. Dunkle Flecken sind etwas kühler als helle Flecken, was zu periodischen Änderungen der Helligkeit des Sterns führt.
Die DNA der Sterne
Mit der Datenveröffentlichung vom 13. Juni 2022 sagte die ESA, dass Gaia:
… enthüllt die größte chemische Karte der Galaxie, gekoppelt an 3D-Bewegungen, von unserer Sonnennachbarschaft bis zu kleineren Galaxien, die unsere umgeben.
Einige Sterne enthalten mehr „Schwermetalle“ als andere. Beim Urknall entstanden nur leichte Elemente (Wasserstoff und Helium). Alle anderen schwereren Elemente – genannt Metalle von Astronomen – werden in Sterne eingebaut. Wenn Sterne sterben, setzen sie diese Metalle in das Gas und den Staub zwischen den Sternen frei, das sogenannte interstellare Medium, aus dem sich neue Sterne bilden. Aktive Sternentstehung und -tod werden zu einer Umgebung führen, die reicher an Metallen ist. Daher ist die chemische Zusammensetzung eines Sterns ein bisschen wie seine DNA und gibt uns wichtige Informationen über seinen Ursprung.
Mit Gaia sehen wir, dass einige Sterne in unserer Galaxie aus Urmaterial bestehen, während andere, wie unsere Sonne, aus Materie bestehen, die von früheren Sternengenerationen angereichert wurde. Sterne, die näher am Zentrum und an der Ebene unserer Galaxie liegen, sind reicher an Metallen als Sterne in größerer Entfernung. Gaia identifizierte anhand ihrer chemischen Zusammensetzung auch Sterne, die ursprünglich aus anderen Galaxien als unserer eigenen stammten.
Überblick über die Gaia-Wissenschaft
Das folgende Video gibt Ihnen einen Überblick über die dritte Datenveröffentlichung von Gaia:
Fazit: Am 13. Juni 2022 veröffentlichte die ESA den dritten Datensatz des Weltraumobservatoriums Gaia. Es enthält Daten über „seltsame“ Sternbeben und Stern-DNA.