Τον Δεκέμβριο του 2013, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) ξεκίνησε το Γαία αποστολή. Από τότε, αυτό το διαστημικό παρατηρητήριο έχει απασχοληθεί παρατηρώντας πάνω από 1 δισεκατομμύριο αστρονομικά αντικείμενα στον γαλαξία μας και πέρα από αυτό - συμπεριλαμβανομένων αστεριών, πλανητών, κομητών, αστεροειδών, κβάζαρ κ.λπ. - όλα για χάρη της δημιουργίας του μεγαλύτερου και ακριβέστερου τρισδιάστατου καταλόγου διαστήματος που έγινε ποτέ.
Το ESA έχει επίσης εκδώσει δύο εκδόσεις δεδομένων από τότε, και οι δύο έχουν οδηγήσει σε κάποιες πρωτοποριακές ανακαλύψεις. Το τελευταίο προέρχεται από το Παρατηρητήριο του Λάιντεν, όπου χρησιμοποίησε μια ομάδα αστρονόμων Γαία δεδομένα για να παρακολουθήσουν αυτό που νόμιζαν ότι τα αστέρια υψηλής ταχύτητας εκδιώχθηκαν από τον Γαλαξία μας, αλλά τα οποία στην πραγματικότητα φαίνεται να κινούνται στον γαλαξία μας.
Η μελέτη που περιέγραψε τα ευρήματά τους δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Μηνιαίες ανακοινώσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Κοινωνία - με τίτλο «Γαία DR2 σε 6D: Αναζήτηση για τα ταχύτερα αστέρια στον Γαλαξία. Η μελέτη καθοδηγείται από τον Tommaso Marchetti, υποψήφιο διδακτορικό από το Παρατηρητήριο του Leiden, και περιελάμβανε την Elena Rossi (αναπληρωτή καθηγήτρια στο Leiden) και τον Anthony Brown - πρόεδρο της Εκτελεστικής Κοινοπραξίας Gaia Data Processing and Analysis (DPAC).
Για χάρη της μελέτης τους, η ομάδα συμβουλεύτηκε δεδομένα από Η ΓαίαΔεύτερη κυκλοφορία δεδομένων (DR2) - η οποία πραγματοποιήθηκε στις 25 Απριλίου 2018 και βασίζεται σε παρατηρήσεις που έγιναν μεταξύ 25 Ιουλίου 2014 και 23 Μαΐου 2016. Στα δεδομένα αυτά περιλαμβάνονται οι θέσεις, οι παράλλαξες και οι κατάλληλες κινήσεις για περίπου 1,3 δισεκατομμύρια αστέρια , που περιλαμβάνει αυτούς που ταξιδεύουν γύρω από τον γαλαξία μας με εκατοντάδες χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο.
Οι αστρονόμοι ενδιαφέρονται για αυτά τα αστέρια επειδή οι κινήσεις τους μπορούν να παρέχουν ενδείξεις για την προηγούμενη ιστορία του Γαλαξία. Η γρηγορότερη κατηγορία αυτών των αστεριών είναι τα αστέρια υπερ-ταχύτητας (HVS), τα οποία ταξιδεύουν με ταχύτητες έως και 700 km / s (435 mi / s) σε απόσταση μεταξύ 100 και 50.000 ετών φωτός από το γαλαξιακό κέντρο. Αυτά τα αστέρια πιστεύεται ότι προήλθαν από τον πυρήνα του γαλαξία μας πριν εκτοξευτούν, χάρη στις αλληλεπιδράσεις με το Supermassive Black Hole (SMBH) στο κέντρο του.
Μέχρι στιγμής, έχουν ανακαλυφθεί μόνο 20 αστέρια υπερ-ταχύτητας στον γαλαξία μας, αλλά Η Γαία Η πρόσφατα δημοσιευμένη δεύτερη έκδοση δεδομένων παρέχει μια μοναδική ευκαιρία να αναζητήσετε περισσότερα από αυτά. Όπως εξήγησε η συν-συγγραφέας της μελέτης Έλενα Μαρία Ρόσι σε πρόσφατο δελτίο τύπου της Royal Astronomical Society:
"Από τα επτά εκατομμύρια αστέρια της Γαίας με πλήρεις μετρήσεις ταχύτητας 3D, βρήκαμε είκοσι που θα μπορούσαν να ταξιδεύουν αρκετά γρήγορα ώστε τελικά να ξεφύγουν από τον Γαλαξία μας."
Αντίθετα με αυτά που περίμεναν, η ομάδα διαπίστωσε ότι τα περισσότερα HVS που εντόπισαν αγωνίζονταν προς το κέντρο του Γαλαξία και όχι μακριά από αυτό. Έτσι, αντί να είναι αστέρια που εκδιώχθηκαν από τον γαλαξία μας, είναι απολύτως πιθανό ότι είναι διαγαλαξιακοί παρεμβολείς που προέρχονταν από το Μεγάλο Μαγγελάνικο Σύννεφο ή από έναν ακόμη πιο μακρινό γαλαξία. Εάν είναι αλήθεια, τότε αυτά τα αστέρια θα φέρουν το αποτύπωμα του τόπου προέλευσής τους.
Με τον ίδιο τρόπο που η μελέτη των μετεωριτών του Άρη μπορεί να μας διδάξει για τη δομή και τη σύνθεση του Άρη, η μελέτη αυτών των αστεριών θα μπορούσε να μας πει πολλά για τη φύση των αστεριών σε έναν άλλο γαλαξία. Το γεγονός ότι αυτά τα HVS ταξιδεύουν μέσω του γαλαξία μας παρέχει επίσης στους αστρονόμους την ευκαιρία να μελετήσουν εξαιρετικά γαλαξιακά αστέρια σε πολύ πιο κοντινή απόσταση από ό, τι διαφορετικά θα ήταν δυνατό. Όπως εξήγησε η Έλενα:
«Τα αστέρια μπορούν να επιταχυνθούν σε υψηλές ταχύτητες όταν αλληλεπιδρούν με μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Έτσι, η παρουσία αυτών των αστεριών μπορεί να αποτελεί ένδειξη τέτοιων μαύρων τρυπών στους κοντινούς γαλαξίες. Αλλά τα αστέρια μπορεί επίσης να αποτελούσαν κάποτε μέρος ενός δυαδικού συστήματος, που έπεσαν προς τον Γαλαξία όταν το σύντροφό τους εξερράγη ως σουπερνόβα. Σε κάθε περίπτωση, η μελέτη τους θα μπορούσε να μας πει περισσότερα για τέτοιου είδους διαδικασίες σε κοντινούς γαλαξίες. "
Η ερευνητική ομάδα αναγνωρίζει ότι υπάρχει μια άλλη πιθανότητα. Ουσιαστικά, αυτά τα πρόσφατα αναγνωρισμένα HVS μπορεί να προέρχονται από το φωτοστέφανο του γαλαξία μας, αλλά στη συνέχεια επιταχύνθηκαν και ωθήθηκαν προς τα μέσα όταν ο Γαλαξίας άρχισε να έρχεται σε επαφή με έναν από τους πολλούς γαλαξίες νάνων με τους οποίους συγχωνεύτηκε κατά την ιστορία του. Κοιτώντας μπροστά, η ομάδα ελπίζει να λάβει περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την ηλικία και τη σύνθεση των αστεριών χρησιμοποιώντας επίγεια τηλεσκόπια.
Αυτά τα δεδομένα θα βοηθήσουν την ομάδα να περιορίσει τη φύση και την προέλευση αυτών των αστεριών με μεγαλύτερη ακρίβεια. Επιπλέον, προγραμματίζονται δύο ακόμη κυκλοφορίες δεδομένων για το Γαία αποστολή, με την κυκλοφορία του DR3 να έχει προγραμματιστεί για το 2021, ενώ η τελική κυκλοφορία (χωρίς τις επεκτάσεις αποστολής) παραμένει TBD. Κάθε μία από αυτές τις εκδόσεις δεδομένων θα παρέχει νέες και ακριβέστερες πληροφορίες για ένα μεγαλύτερο σύνολο αστεριών. Όπως ανέφερε ο συν-συγγραφέας Anthony Brown:
«Αναμένουμε τελικά πλήρεις μετρήσεις ταχύτητας 3D για έως και 150 εκατομμύρια αστέρια. Αυτό θα σας βοηθήσει να βρείτε εκατοντάδες ή χιλιάδες αστέρια υπερ-ταχύτητας, να κατανοήσετε την προέλευσή τους με πολύ περισσότερες λεπτομέρειες και να τα χρησιμοποιήσετε για να διερευνήσετε το γαλαξιακό κέντρο του κέντρου καθώς και την ιστορία του Γαλαξία μας. "
Αυτά τα τελευταία αποτελέσματα δείχνουν για άλλη μια φορά πόσο αποτελεσματικό είναι το Γαία το παρατηρητήριο ήταν στην αποστολή του. Από τώρα έως την τελική κυκλοφορία δεδομένων, αναμένονται πολλές ακόμη συναρπαστικές ανακαλύψεις για τον γαλαξία μας και τα περίχωρά του.
