6 月 13 日午前 6 時。 ET、世界中の天文学者がガイア アーカイブにアクセスしました。これは、欧州宇宙機関 (ESA) の天体物理学用グローバル アストロメトリック干渉計 (ガイア) ミッションからのデータの最後のビットすべてのランディング Web ページです。何億もの星の動き、速度、明るさ、組成、およびその他の特性の宇宙船の測定値を何年にもわたって調整および検証した後、ミッション関係者は最終的にデータリリース3 (DR3) を一般に公開しました。プレス リリースを読み、望遠鏡をテーマにしたケーキの写真を Twitter に投稿する間に、科学者はブラック ホール、小惑星、銀河考古学、太陽系外惑星などの次の大きな発見を求めて DR3 を探し始めました。
リリースから数分以内に、ESA は天の川の最新の 3 次元マップを公開し、私たちの周りの何十億もの星に関する新しい情報の大洪水を解き放ちました。それらはすべて、私たちの銀河をよりよく理解するために空を調査するというガイアの基本的な目標に貢献しています.
「こんなに良い報道があるとは思っていませんでした。イタリア国立天体物理学研究所のトリノ天体物理観測所の天文学者であり、ガイア データ処理および分析コンソーシアム (DPAC) のメンバーである Ronald Drimmel は言います。 1990 年代後半。
Drimmel は、リリースの数か月前に Gaia の観測結果の一部をダブルチェックしました。これは、DPAC チームが DR3 で何が可能かを示すために書いた多くの論文の 1 つをまとめるのに十分な時間でした。 3,300 万個を超える星の 3 次元軌跡の新しい測定値 (空を横切るだけでなく、私たちに近づく動きと遠ざかる動きを含む) を使用して、Drimmel と彼の同僚は、私たちの銀河のさまざまな部分の星の動きをマッピングしました。天の川の 2 つの渦巻腕と、それらの間の平らな棒状の中心。これらの異なる領域の星が今日どのように動いているかを知ることは、研究者が私たちの銀河の特徴的な渦巻き形状の出現をリバース エンジニアリングし、他の銀河でそのような構造がどのように発生するかを理解するのに役立ちます。
フラットアイアン研究所の計算天体物理学センター (CCA) の天文学者である Adrian Price-Whelan は、次のように述べています。 DR3 のリリースのわずか 1 日後に、プレプリント サーバー arXiv.org に投稿された新しい論文を共著しました。彼らは、DR3 で更新された星の動きを使用して、私たちといて座矮小銀河 (私たち自身の周りの死の渦巻きに巻き込まれた銀河の小さな残骸) との間のニアミスなどのイベントによって引き起こされた天の川の構造の乱れの兆候を見つけました。この銀河や他の「衛星」銀河を研究することで、研究者は天の川の混沌とした歴史の中で重要な出来事を突き止め、何十億年にもわたって私たちのよく知っている星の渦巻きを生み出した壮大な銀河間衝突と緊密な呼びかけを明らかにすることができます. 「私たちの銀河の歴史は、天の川に落ちて吸収されたものです。これは、私たちの銀河の構築に関連しているだけでなく、銀河に見られる構造にも影響を与えています」とPrice-Whelanは説明します.
Gaia によって測定された正確な運動は、連星や、中性子星やブラック ホールなどのよりエキゾチックな天体物理的物体を周回する星を含む、銀河内の小規模なシステムを特定するための鍵でもあります。これらの高密度の「星の残骸」は、本質的に大きな星の死からの残り物です。これらの大きな星が連星系にある場合、天文学者の理論では、残骸はまだ死んでいない伴星を周回し続けると予測されているため、研究者はガイア データからいつでも連星のブラック ホールを見つけることができると期待しています。
「私たちは皆、ブラック ホールに興奮しています。誰もがブラック ホールを見つけようと躍起になっています」と、CCA の天文学者である Katie Breivik は言います。しかし、リリースから数日後、DR3 のバイナリ システムの膨大な新しいカタログをくまなく調べました。何もありません？私たちに向かって叫んでいる巨大なブラック ホールは 1 つもありませんか？私たちの希望はまだ打ち砕かれていません。」
Breivik には、まだ取り組むべきことがたくさんあります。 「ガイアのデータがもたらすであろう真の『強力な』科学という点では、連星を観察できるようになるだけです。質量、種類、進化の段階がすべて異なる連星です」と彼女は言います。データの公開以来、Breivik は連星系のガイア データの合成バージョンを改良してきました。これを行うために、彼女は数学モデルを使用して星の人工集団を生成し、実際のガイアの結果と最終的に比較して、現在の理論のどこに穴があるかを探します.
スターの楽しみはバイナリだけではありません。 「私が [DR3] を使ってすぐに行っていることの 1 つは、非常に近くにある星のサンプルに取り組んでいることです」と、ニューヨーク市のアメリカ自然史博物館の天体物理学者である Jacqueline Faherty は言います。彼女は、スターがどこから来て、どこへ行くのかを解明したいと考えています。 Faherty 氏の研究は、DR3 で待望の機能が追加されたことに助けられています。恒星スペクトルは、放射される光の波長または色に応じて恒星の明るさがどのように変化するかを表しています。スペクトルは、星の温度と化学組成に関する情報を伝えます。スペクトルで特定されたさまざまな元素の指紋は、同じ地域で生まれた可能性のある星を特定できます。これは、天文学者が「時計を巻き戻して」、さまざまな星の集団が時間の経過とともにどのように出現し、進化したかを把握するのに役立ちます。また、今後何が起こるかを示唆し、将来の世代の星がいつ、どこで、どのように形成されるかを研究が予測できるようにします。
しかし、スペクトルに興奮しているのは星の愛好家だけではありません。 DR3 には、約 60,000 個の小惑星のスペクトルも含まれています。ハーバード・スミソニアン天体物理学センターのフェデリカ・スポトなどの研究者は、これらのスペクトルを使用して、遠く離れた小惑星が何でできているかを学び、組成に基づく「家族」を見つけて、散乱した宇宙の岩石を元の天体に結び付けるのに役立てることができます。 DR3 の小惑星運動の詳細な測定値とそのスペクトルを使用して、Spoto は小惑星の軌跡に沿ってバックトラックし、小惑星を形成した重要な衝突イベントと、それらのイベントがいつ発生したかを特定したいと考えています。 「メイン [小惑星] 帯全体、すべての衝突をたどれば、太陽系形成の初期段階のタイムラインを作成できます」と彼女は言います。
Faherty、Drimmel、Spoto、Price-Whelan、Breivik はいずれも、DR3 には何世代にもわたる天文学者が取り組む十分な科学があることに同意していますが、データは Gaia の観測の最初の 34 か月からしか得られていません。ミッションが継続され、天文学者はそれを知っているので、何年にもわたって手付かずの観測が待ち望まれています。 DPAC チームの同僚は、2021 年後半から次のデータ リリースに取り組んでいます。
フランスのコートダジュール天文台の DPAC メンバーで天文学者のパオロ・タンガ氏によると、今後数年以内に発表される予定のデータリリース 4 (DR4) までに、カタログ化された小惑星の数が 2 倍になることが期待できます。うまくいけば、ブレイビクの周りにブラックホールを見つけられる大質量の星が増え、さらに正確な星の位置と軌道で遊ぶことができます。これは、太陽系外惑星の探検家が興奮するものです.
カリフォルニア州モフェット フィールドにある NASA のエイムズ研究センターの天体物理学者である Thayne Currie は、次のように述べています。
Currie が必要とするデータの次のバッチは DR4 から取得されますが、彼と彼の同僚は、以前のリリースの予備的な調査に基づいて、惑星ハンティング方法が機能することをすでに確信しています。テルアビブ大学の天文学者アビアド・パナヒが率いるグループは、最近、Astronomy &Astrophysics に掲載が認められたプレプリント論文で、以前のガイア データで見つかった最初の 2 つの太陽系外惑星を確認しました。高温ガス惑星ガイア 1b とガイア 2b は、地球の軌道から見た場合、それぞれの主星の前を通過したときに発見されました。これにより、ガイアの光学系で各星の明るさが一時的に低下しました。地上の望遠鏡を使用した惑星のフォローアップ観測に裏打ちされた彼らの技術の成功に基づいて、パナヒと彼の同僚は、新しいガイアデータで同じ明るさの変化を探して、より多くの太陽系外惑星を見つけることを計画しています。 DR3 で可能な活動の長いリストへの惑星の狩猟。
NASA の 100 億ドルのジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡や、他の世界での生命の兆候を探すことを計画している、同様に高価な (そして広大な) 提案された後継機などのプロジェクトに言及して、「他の人々はよりセクシーなミッションを望んでいます」と Faherty は言います。しかし、星の全天調査であるガイアミッションの基本的な性質は、すべての天体物理学を支えています。視線を通過する物体の明るさと位置を正確に測定する能力により、ミッションはあらゆる種類の天文学のための強力な汎用ツールとなっています。 「これは宇宙の基本的な測定値であり、距離測定です」とファハティ氏は言います。 「そして、これはこれまで存在した中で最大の距離測定観測所です。」
