Отель миллиарда звезд.

Вчера состоялась пресс-конференция (запись прилагается), посвященная релизу набора данных за первый год работы (с июля 2014 по сентябрь 2015 года) космического телескопа Gaia - каталога миллиарда звезд!!

Вы можете поразиться этому, однако величие нашей Галактики гораздо более грандиозно - это всего лишь 1% от общего числа звезд, "проживающих" во Млечном Пути.

В прошлый раз мы с вами говорили о финале миссии "Розетта" (https://vk.com/wall-35632477_63281) в стиле "вопрос-ответ" и такая форма поста многим очень понравилась, поэтому мы продолжим в том же духе. Итак, Gaia и ее миллионы далеких миров.

- Что это за телескоп такой?

Миссия "Gaia" стартовала 19 декабря 2013 года, когда ракета "Союз" вывела телескоп в космос. Менее чем через месяц после запуска он достиг орбиты, расположенной в сотнях тысяч километров от второй точки Лагранжа (L2) системы Земля - Солнце. Для максимальной тепло- и светозащиты телескоп оснащён большим разворачивающимся экраном площадью в 100 квадратных метров (сам же корпус телескопа имеет размеры 4,3 х 2,3 м). Полезная нагрузка - два оптических зеркальных телескопа, красный и синий фотометры и спектрометр, измеряющий радиальные скорости звезд. "Gaia" обладает самой большой цифровой камерой, когда-либо использованной в космосе - ПЗС-матрицей из 106 элементов (миллиард пикселей), размеры которой 0,5 х 1 м (второе видео).

- И что он делает?

Цель миссии - составить наиболее точную карту нашей Галактики на сегодняшний день (четвертое видео). Для этого и нужен каталог более чем миллиарда звезд, в котором будет указано положение звезд, характеристики их движения по Галактике, цвет (привязка к спектральному классу) и яркость.

- А зачем это нужно?

Это даже не "нужно" - это важно. Это понимание структуры и эволюции Млечного Пути, его прошлого и будущего. Это обнаружение новых малых тел в Солнечной Системе (астероиды, кометы), ведь находят их по движению относительно звезд, и определение их размеров и форм при покрытии ими звезд. Это изучение характеристик планет, опять же при покрытии ими звезд (например атмосферы Плутона в июле этого года при покрытии им звезды UCAC4 345-180315). Это обнаружение новых экзопланет, квазаров и переменных звезд. Это поиск транснептуновых объектов и изучение уже открытых - так например "Gaia" поможет в навигации зонду "Новые Горизонты" во время его путешествия к объекту Пояса Койпера 2014 MU69 - будет более точно просчитана орбита небесного тела, что сделает работу зонда гораздо более эффективной.

- А как вообще работает этот телескоп?

Разберем три вещи, необходимые для понимания местонахождения звезды.

Первое. Параллакс. А точнее годичный звёздный параллакс. Для этого нам нужна 3 картинка. Из-за того, что Земля вращается вокруг Солнца, координаты звезды меняются (для примера тут показано положение звезды в январе и июле), при этом смещение тем больше, чем ближе звезда к нам. Величина годичного параллакса данной звезды равна углу, под которым большая полуось земной орбиты видна с расстояния этой звезды. Так как параметры орбиты Земли мы знаем, то можем вычислить расстояние до звезды. При этом из-за огромных расстояний до звёзд годичные параллаксы даже у ближайших из них не превосходят доли секунды дуги.

Второе. Собственным движением звезды в астрономии называют величины, характеризующие ее угловое перемещение на небесной сфере в заданной системе координат за единицу времени.

Третье. Радиальная (или лучевая) скорость звезды - это проекция полной скорости звезды на луч, проведенный от Солнца к звезде (луч зрения). Эта скорость считается больше нуля, если звезда удаляется от Солнца, и меньше - если приближается. Ее определяют при помощи эффекта Доплера.

Собственно это и определяет телескоп, наряду с яркостью и цветом звезд.

- Каковы итоги работы?

Первый релиз данных включает в себя позиции и яркость 1.142 миллиарда звезд и данные собственного движения и параллаксов для 2 миллионов звезд. Кроме того в него вошли данные по яркости 3194 переменных звезд (386 из которые открыты впервые), положения и яркость более 2 тысяч квазаров, данные по сотням тысяч астероидов и транснептуновым объектам. Также есть надежда, что данные помогут открыть около 20 тысяч экзопланет.

- Вы сказали, что это первый набор. Будут еще другие?

Будут. Раз в год. Окончательный полный каталог опубликуют в начале 2020-х годов. Он будет содержать полную астрометрическую и фотометрическую информацию для более чем одного миллиарда звезд, а также обширную дополнительную информацию, включая классификацию источников и списки переменных звезд, кратных звездных систем и экзопланетных систем. Для более чем 150 миллионов звезд там будут приведены данные по лучевым скоростям. При этом данные будут касаться не только звезд, но и планет и малых тел Солнечной Системы и других галактик. Кроме того они будут непрерывно уточняться на протяжении всей 5-летней миссии телескопа.

- А что за большая карта приложена к посту?

Это олицетворение работы телескопа - огромная карта неба на основе первого года наблюдений (другие размеры тут: https://vk.cc/5BFdMi), демонстрирующая весь наш Млечный Путь, его спутники и далекие фоновые галактики. Эта карта показывает плотность звезд в каждой части неба. Яркие области указывают на более плотные концентрации звезд, в то время как более темные области соответствуют участкам неба, где наблюдается меньше звезд. Тёмные участки по всей плоскости Галактики соответствуют плотным облакам межзвездного газа и пыли, которые поглощают свет звезд вдоль линии прямой видимости. Яркие точки в гало - шаровые скопления. Артефакты на изображении - темные полосы и изогнутые линии - отражают специфическую процедуру сканирования неба телескопом (третье видео).

Больше картинок - в архиве. Текст составлен на основе нескольких статей.

Источник: vk.com