في 19 ديسمبر 2013 ، قامت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) جايا انطلقت المركبة الفضائية إلى الفضاء مع واحدة من أكثر المهام طموحًا على الإطلاق. على مدار مهمته المخططة لمدة 5 سنوات (التي تم تمديدها مؤخرًا) ، سيُرصد هذا المرصد الفضائي أكثر من مليار نجم وكواكب ومذنبات وكويكبات وكوازارات من أجل إنشاء أكبر وأدق كتالوج ثلاثي الأبعاد لدرب التبانة على الإطلاق خلقت.
الإصدار الأول من جايا البيانات ، التي حدثت في سبتمبر 2016 ، احتوت على مسافات وحركات أكثر من مليوني نجم. لكن إصدار البيانات الثاني ، الذي تم في 25 أبريل 2018 ، أكثر إثارة للإعجاب. يتضمن البيان المواضع ، ومؤشرات المسافة والحركات لأكثر من مليار نجم ، والكويكبات داخل نظامنا الشمسي ، وحتى النجوم خارج مجرة درب التبانة.
في حين أن أول إصدار للبيانات استند إلى ما يزيد عن عام من الملاحظات ، إلا أن إصدار البيانات الجديد يغطي فترة حوالي 22 شهرًا - والتي استمرت من 25 يوليو 2014 إلى 23 مايو 2016. وقد كشف التحليل الأولي لهذه البيانات عن غرامة تفاصيل حول 1.7 مليار نجم في مجرة درب التبانة وكيفية تحركها ، وهو أمر ضروري لفهم كيفية تطور مجرتنا بمرور الوقت.
كما أوضح غونتر هسينجر ، مدير العلوم في وكالة الفضاء الأوروبية ، في بيان صحفي صدر حديثًا لوكالة الفضاء الأوروبية:
“الملاحظات التي جمعتها Gaia تعيد تحديد أسس علم الفلك. Gaia هي مهمة طموحة تعتمد على تعاون بشري ضخم لفهم حجم كبير من البيانات المعقدة للغاية. وهو يوضح الحاجة إلى مشاريع طويلة الأجل لضمان التقدم في علوم وتكنولوجيا الفضاء وتنفيذ مهام علمية أكثر جرأة في العقود القادمة.“
دقة جايالقد سمحت أدوات القياس بإجراء قياسات دقيقة جدًا لدرجة أنه كان من الممكن فصل اختلاف المنظر للنجوم - التحول الواضح الناجم عن مدار الأرض حول الشمس - عن تحركاتها عبر المجرة. من بين 1.7 مليار نجمة مفهرسة ، تم قياس وإدراك المنظر والسرعة (المعروف أيضًا بالحركة المناسبة) لأكثر من 1.3 مليار.
بالنسبة لحوالي 10 ٪ من هذه ، كانت قياسات المنظر دقيقة للغاية بحيث يمكن لعلماء الفلك تقدير المسافات مباشرة إلى النجوم الفردية. كما أوضح أنتوني براون من جامعة ليدن ، وهو أيضًا رئيس المجلس التنفيذي لاتحاد معالجة البيانات وتحليلها غايا:
“يمثل إصدار بيانات Gaia الثاني قفزة هائلة إلى الأمام فيما يتعلق ESA‘ساتل Hipparcos ، Gaia‘سلفه وأول مهمة فضائية لعلم الفلك ، والتي استطلعت حوالي 118000 نجم قبل ثلاثين عامًا تقريبًا… العدد الهائل من النجوم وحدها ، بمواقفها وحركاتها ، سيجعل Gaia‘كتالوج جديد ق مذهلة بالفعل. ولكن هناك المزيد: يتضمن هذا الكتالوج العلمي الفريد العديد من أنواع البيانات الأخرى ، مع معلومات حول خصائص النجوم والأجرام السماوية الأخرى ، مما يجعل هذا الإصدار استثنائيًا حقًا.“
بالإضافة إلى الحركات المناسبة للنجوم ، يوفر الكتالوج معلومات حول مجموعة واسعة من الموضوعات التي تهم علماء الفلك والفيزيائيين الفلكيين. وتشمل هذه القياسات السطوع واللون لجميع النجوم التي تم تصنيفها في القائمة والبالغ 1.7 مليار نجم تقريبًا ، بالإضافة إلى معلومات حول كيفية تغير السطوع واللون لنصف مليون نجم متغير بمرور الوقت.
كما أنه يحتوي على سرعات على طول خط الرؤية لسبعة ملايين نجم ، ودرجات حرارة السطح حوالي 100 مليون ، وتأثير الغبار بين النجوم على 87 مليون. تحتوي بيانات Gaia أيضًا على معلومات حول الأشياء في نظامنا الشمسي ، والتي تتضمن مواقع 14000 كويكبًا معروفًا (مما سيسمح بتحديد مداراتها بدقة).
ما وراء درب التبانة ، جايا حصلنا على قياسات أكثر دقة لمواضع نصف مليون كوازار بعيدة - مجرات مشرقة تنبعث منها كميات هائلة من الطاقة بسبب وجود ثقب أسود فائق الكتلة في مراكزها. في الماضي ، تم استخدام النجوم الزائفة كإطار مرجعي للإحداثيات السماوية لجميع الكائنات في جايا كتالوج يعتمد على موجات الراديو.
ومع ذلك ، ستكون هذه المعلومات متاحة الآن في الأطوال الموجية البصرية لأول مرة. هذا ، والتطورات الأخرى التي جعلت من غايا ، يمكن أن تحدث ثورة في كيفية دراسة مجرتنا والكون. كما أشارت أنتونيلا فاليناري ، من Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) ، المرصد الفلكي في بادوا ، إيطاليا ، ونائب رئيس المجلس التنفيذي لاتحاد معالجة البيانات:
“بيانات Gaia الجديدة قوية جدًا لدرجة أن النتائج المثيرة تقفز إلينا. على سبيل المثال ، قمنا ببناء مخطط Hertzsprung-Russell الأكثر تفصيلاً للنجوم التي تم إنشاؤها على سماء كاملة ويمكننا بالفعل اكتشاف بعض الاتجاهات المثيرة للاهتمام. يبدو أننا نفتتح حقبة جديدة من علم الآثار المجرة.“
مخطط هيرتزبرونغ-راسل ، الذي سمي على اسم اثنين من علماء الفلك الذين ابتكروه في أوائل القرن العشرين ، أساسي لدراسة المجموعات النجمية وتطورها. استنادًا إلى أربعة ملايين نجمة تم اختيارها من الكتالوج (وجميعها تحمل خمسة آلاف سنة ضوئية من الشمس) ، تمكن العلماء من الكشف عن العديد من التفاصيل الدقيقة حول النجوم خارج نظامنا الشمسي للمرة الأولى.
إلى جانب قياسات سرعاتها ، يمكّن مخطط Gaia Hertzsprung-Russell علماء الفلك من التمييز بين مجموعات النجوم من مختلف الأعمار ، الموجودة في مناطق مختلفة من درب التبانة (أي القرص والهالة) ، والتي تشكلت في مختلف طرق. وتشمل هذه النجوم سريعة الحركة التي كان يُعتقد سابقًا أنها تنتمي إلى الهالة ، ولكنها في الواقع جزء من مجموعتين نجميتين.
قال Timo Prusti ، عالِم مشروع Gaia في وكالة الفضاء الأوروبية (ESA): "سيقدم Gaia تقدمًا كبيرًا في فهمنا للكون على جميع المقاييس الكونية". "حتى في حي الشمس ، وهي المنطقة التي اعتقدنا أننا فهمناها بشكل أفضل ، تكشف Gaia عن ميزات جديدة ومثيرة."
على سبيل المثال ، بالنسبة لمجموعة فرعية من النجوم في غضون بضعة آلاف من السنوات الضوئية من الشمس ، جايا قياس سرعتها في جميع الأبعاد الثلاثة. من هذا ، تم تحديد أنها تتبع نمطًا مشابهًا للنجوم التي تدور حول المجرة بسرعات متشابهة. سيكون سبب هذه الأنماط هو موضوع البحث المستقبلي ، لأنه من غير الواضح ما إذا كان سببها مجرتنا نفسها أو نتيجة تفاعلات مع مجرات أصغر اندمجت معنا في الماضي.
اخيرا وليس اخرا، جايا سيتم استخدام البيانات لمعرفة المزيد حول مدارات 75 عنقودًا كرويًا و 12 مجرة قزمة تدور حول درب التبانة. ستلقي هذه المعلومات مزيدًا من الضوء على تطور مجرتنا وقوى الجاذبية التي تؤثر عليها والدور الذي تلعبه المادة المظلمة. كما قال فريد جانسن ، مدير مهمة Gaia في وكالة الفضاء الأوروبية:
“Gaia هو علم الفلك في أفضل حالاته. سيكون العلماء منشغلين بهذه البيانات لسنوات عديدة ، ونحن مستعدون للدهشة من كثرة الاكتشافات التي ستكشف أسرار مجرتنا.“
الإصدار الثالث من جايا من المقرر أن تتم البيانات في أواخر عام 2020 ، مع نشر الكتالوج النهائي في 2020s. وفي الوقت نفسه ، تمت الموافقة على تمديد ل جايا المهمة ، والتي ستبقى قيد التشغيل حتى نهاية عام 2020 (سيتم تأكيدها في نهاية هذا العام). ستظهر سلسلة من الأوراق العلمية التي تصف ما تم تعلمه من هذا الإصدار الأخير في عدد خاص من الفلك والفيزياء الفلكية.
من تطور النجوم إلى تطور مجرتنا ، الثانية جايا لقد أثبت إطلاق البيانات بالفعل أنه نعمة بالنسبة لعلماء الفلك والفيزيائيين الفلكيين. حتى بعد اختتام المهمة ، يمكننا أن نتوقع أن العلماء سيظلون يحللون البيانات ويتعلمون المزيد عن هيكل الكون وتطوره.
