Missione Gaia: mappa stellare della via Lattea

Il render dell'osservatorio spaziale Gaia che ha mappato le stelle della Via Lattea
Il render dell’osservatorio spaziale Gaia che ha mappato le stelle della Via Lattea. Credit: ESA

Dal suo lancio nel 2013, l’osservatorio Gaia dell’ESA ha mappato senza sosta la nostra galassia. Dal punto L2 di Lagrange (lo stesso del James Webb Space Telescope), ha creatola mappa multidimensionale più accurata e completa della Via Lattea. Dal lancio sono stati rilasciati due set completi di dati, il primo nel 2016 ed un secondo nel 2018. Questi dati rilasciati precedentemente contenevano posizioni stellari, distanze, movimenti nel cielo e informazioni sui colori. 

Ora il 13 giugno 2022 è stato rilasciato un nuovo set di dati completo. Questo set conterrà informazioni ancora più numerose e migliorate su quasi 2 miliardi di stelle, oggetti del Sistema Solare e sorgenti extragalattiche. Questi dati includono le velocità radiali per 33 milioni di stelle, incrementando di cinque volte il dato precedente.

Il video esplicativo degli obiettivi della missione dell’osservatorio Gaia. Credit: ESA

L’obiettivo primario dell’osservatorio Gaia è creare la mappa multidimensionale più accurata e completa della Via Lattea. Ciò consente agli astronomi di ricostruire la struttura della nostra galassia natale e l’evoluzione passata nel corso di miliardi di anni e di comprendere meglio il ciclo di vita delle stelle e il nostro posto nell’Universo. 

Cosa c’è di nuovo nel 3 set di dati ?

L’ultima release di dati, contiene dettagli nuovi e migliorati. Il catalogo include nuove informazioni tra cui composizioni chimiche, temperature stellari, colori, masse, età e velocità con cui le stelle si avvicinano o si allontanano da noi (velocità radiale). Gran parte di queste informazioni è stata rivelata dai dati della spettroscopia, tecnica che suddivisa la luce delle stelle nei suoi colori costitutivi.

Una delle scoperte più sorprendenti emerse dai nuovi dati è che l’osservatorio è in grado di rilevare i terremoti stellari. Sono minuscoli movimenti sulla superficie di una stella che ne cambiano la forma, qualcosa per cui l’osservatorio non è stato costruito. In precedenza, Gaia aveva già riscontrato oscillazioni radiali che provocano il rigonfiamento e il restringimento periodico delle stelle, mantenendo la loro forma sferica. Ma ora ha individuato anche altre vibrazioni che sono più simili a tsunami su larga scala. Queste oscillazioni non radiali cambiano la forma globale di una stella e sono quindi più difficili da rilevare.

Le vibrazioni captate dall’osservatorio Gaia. Credit: ESA

Gaia ha trovato forti terremoti non radiali in migliaia di stelle. Tali vibrazioni nelle stelle raramente sono state viste prima d’ora. Queste stelle in realtà non dovrebbero avere terremoti secondo la teoria attuale, ma l’osservatorio le ha rilevate sulla loro superficie aprendo un nuovo filone d’indagine. “I terremoti ci insegnano molto sulle stelle, in particolare sul loro funzionamento interno. Gaia sta aprendo una miniera d’oro per l’asterosismologia delle stelle massicce”, afferma Conny Aerts di KU Leuven in Belgio, membro della collaborazione Gaia.

IL DNA stellare

La mole di dati permette la costruzione della più grande mappa chimica della galassia accoppiata a movimenti 3D. Alcune stelle, per esempio, contengono più metalli pesanti di altre. Durante il Big Bang si sono formati solo elementi leggeri Idrogeno ed Elio. Tutti gli altri elementi, più pesanti, sono stati costruiti all’interno delle stelle. Quando le stelle muoiono, rilasciano questi metalli nel gas e nella polvere, chiamato mezzo interstellare, da cui si formano nuove stelle. La formazione stellare attiva e la morte generano un ambiente più ricco di metalli. Pertanto, la composizione chimica di una stella è un po’ come il suo DNA, fornendo informazioni cruciali sulla sua origine.

Il video che spiega il funzionamento dell’osservatorio Gaia nella rilevazione dei segnali che permettono di caratterizzare la composizione chimica delle stelle in esame. Credit: ESA

Molte stelle nella nostra galassia sono fatte di materiale primordiale, mentre altre come il nostro Sole sono fatte di materia arricchita da precedenti generazioni di stelle. Le stelle più vicine al centro e al piano della nostra galassia sono più ricche di metalli rispetto alle stelle a distanze maggiori. “La nostra galassia è un bel crogiolo di stelle”, afferma Alejandra Recio-Blanco dell’Observatoire de la Côte d’Azur in Francia, membro della collaborazione Gaia. “Questa diversità è estremamente importante, perché ci racconta la storia della formazione della nostra galassia. Rivela i processi di migrazione all’interno della nostra galassia e l’accrescimento dalle galassie esterne. Mostra anche chiaramente che il nostro sole, e noi, apparteniamo tutti a un mondo in continua evoluzione sistema, formato grazie all’assemblaggio di stelle e gas di diversa origine.”

Stelle binarie, asteroidi e quasar

Gaia ha contributo inoltre a generare un nuovo catalogo di stelle binarie, ben oltre le 800mila unità. Ma indagando nel Sistema Solare ha anche tracciato 156mila asteroidi. L’osservatorio infine sta anche rivelando informazioni su 10 milioni di stelle variabili, Quasar e galassie oltre il nostro vicinato cosmico. “A differenza di altre missioni che prendono di mira oggetti specifici, Gaia è una missione di rilevamento. Ciò significa che mentre rileva più volte l’intero cielo con miliardi di stelle, Gaia è destinata a fare scoperte che altre missioni più dedicate mancherebbero. Questo è uno dei suoi punti di forza e non vediamo l’ora che la comunità di astronomi si tuffi nei nostri nuovi dati per scoprire ancora di più sulla nostra galassia e sui suoi dintorni di quanto avremmo potuto immaginare”, afferma Timo Prusti, Project Scientist per Gaia all’ESA.

La posizione di ciascun asteroide alle 12:00 CEST del 13 giugno 2022. Ogni asteroide è un segmento che rappresenta il suo movimento nell'arco di 10 giorni.  Il blu rappresenta la parte interna del Sistema Solare. La cintura principale, tra Marte e Giove, è verde. 
Le due "nuvole" arancioni corrispondono agli asteroidi troiani di Giove.
La posizione di ciascun asteroide alle 12:00 CEST del 13 giugno 2022. Ogni asteroide è un segmento che rappresenta il suo movimento nell’arco di 10 giorni.  Il blu rappresenta la parte interna del Sistema Solare. La cintura principale, tra Marte e Giove, è verde. 
Le due “nuvole” arancioni corrispondono agli asteroidi troiani di Giove. Credit: ESA
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