Den europeiska rymdorganisationen ESA publicerade nyligen observationsdata från rymdmissionen Gaia, vilket har samlats in i 22 månader sedan slutet av juli 2014. Materialet innehåller bland annat positions- och ljusstyrkedata om 1 692 919 135 stjärnor.
Rymdteleskopet Gaia observerar regelbundet objekt på stjärnhimlen och befinner sig nära den såkallade Lagrange L2-punkten 1,5 miljoner kilometer från jorden bortåt från solen. Den huvudsakliga uppgiften för missionen är att kartlägga vår egen galax, Vintergatan, i mera detalj än nånsin förut. Gaia har därför observerat över en miljard stjärnor i Vintergatan, som bäst med en hundramiljontedels grads exakthet, så att det till slut skapas ett tredimensionellt landskap över vår galax till år 2023.
På kommande: ett tredimensionellt landskap över vår galax till år 2023
Det nya materialet innehåller färgdata om 1,38 miljarder stjärnor, radialhastigheten för 7,2 miljoner stjärnor, information om 0,5 miljoner variabla stjärnor, yttemperaturen för 161 miljoner stjärnor, data över dispersion och absorption av damm och gas mellan stjärnorna i närheten av 88 miljoner stjärnor, samt strålning och luminositet för 77 miljoner stjärnor.
Datahanteringen för Gaia utförs av över 300 forskare vid det paneuropeiska DPAC (Data Processing and Analysis Consortium). Solsystemsforskarna vid Helsingfors universitet deltar i Gaia-missionen på många olika vis, säger professor Karri Muinonen.
– Vi har t.ex. ansvar för den dagliga bestämningen av banorna för de nya asteroiderna som Gaia observerar. På basen av dem organiseras sedan uppföljningsobservationer med teleskop på jordytan.
Formerna på asteroiderna bestäms med hjälp av matematiska modeller de finländska forskarna utvecklat
Då data från Gaia publicerades (Gaia Data Release 2, 25/4 2018) deltog forskarna i valideringen av ljusstyrkeobservationerna genom att jämföra de kalkylerade ljusstyrkorna hos kända asteroider med dem som Gaia hade observerat.
– Publiceringen av data kommer att öka vår kännedom om asteroidernas rotation och former, snart kan vi härleda ny rotationsdata och formdata för tusentals asteroider. Dessutom kommer publiceringen av data att möjliggöra beräkning av de exakta banorna och massorna hos hundratals asteroider med hjälp av en inversionsmetod som forskarna har utvecklat.
Detta utgår professor Muinonen ifrån.
Exaktheten hos det optiska systemet kommer att överträffa exaktheten hos radiosignalsystemet
För positionsbestämning har Gaia-missionen producerat det första optiska jämförelsesystemet, ett koordinatsystem, för avlägsna kvasarer. Exaktheten hos detta system är redan, efter 22 månader av observationer, i samma klass som exaktheten hos VLBI-systemet (Very Long Baseline Interferometry) som är baserat på radiosignaler och håller på att utvecklas som bäst.
Då observationsarbetet inom Gaia blir klart om några år torde det optiska systemets exakthet överstiga exaktheten hos radiosignalsystemet.
Omvälvanda observationer om positionerna och rörelserna hos sfäriska stjärngrupper och dvärggalaxer
Gaia-missionen har gett mycket exakt information om positionerna och rörelserna hos Vintergatans stjärnor i närheten av vår sol. På basen av strukturerna på positionerna och rörelserna har forskarna dragit slutsatsen att stjärnornas banor påverkas av att en mindre galax som bäst kolliderar med Vintergatan.
– Vi har fått ganska omvälvande uppgfter om positionerna och rörelserna hos de sfäriska stjärngrupperna och dvärggalaxerna i den närmaste rymden inom Vintergatan, säger Karri Muinonen.
Observationsmaterialet från Gaia ger oss möjligheten att bestämma banorna för dessa objekt och modellera deras dynamiska utveckling. Objektens banor anses stå nästan lodrätt mot Vintergatans plan. Däremot roterar objekten inte runt Vintergatans centrum i samma plan. Dessutom har det konstaterats att banorna hos de sfäriska stjärngrupperna är mycket mera cirkulära än det tidigare har ansetts.
Det nya materialet har för första gången avslöjat rotationen hos Stora magellanska molnet genom noggrann mätning av positionerna och rörelserna hos stjärnorna i denna närliggande galax. Gaia har avslöjat strukturerna hos både Stora magellanska molnet och Lilla magellanska molnet, vilka aldrig har setts förr.
Ny beräkningstjänst möjliggör öppen online-analys av ljusstyrkeobservationer och spektrumdata
Med finansiering av ESA har finländska forskare i samarbete med Space Systems Finland utvecklat beräkningstjänsten Gaia AVI (Added Value Interface), med vilken man kan analysera ljusstyrkeobservations- och spektrumdata över nätet.
Den senaste publiceringen av data omfattade inte ännu spektrumdata från Gaia, med vilken man i framtiden kommer att få information om sammansättningen på asteroider, olika mineraler och vattenförekomst på dem. Detta är betydelsefullt inom forskningen i solsystemets evolution samt framtida gruvverksamhet på asteroiderna, säger Muinonen.
Gruvverksamhet på asteroiderna
Inom modelleringen av ljusstyrke- och spektrumdata som Gaia observerat på asteroiderna kommer man att utnyttja beräkningsmetoder för elektromagnetisk dispersion, vilka nyligen har utvecklats med finansiering av europeiska forskningsrådet. Dessa metoder kombinerar för första gången spektrumena som observerats på asteroidernas ytor med fysikens grundenheter som beskriver ytans egenskaper.
Publiktillställning den 30 juni
Astronomerna vid Helsingfors universitet kommer att berätta om sitt arbete med rymdmissionen Gaia under en publiktillställning på lördagen den 30/6 2018, FN:s Asteroiddag, på Helsingfors observatorium.
ESA:s informationstillfälle för den första datapubliceringen från Gaia hölls i september 2016:
http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Gaia/Watch_Gaia_first_data_release_media_briefing
Den europeiska rymdorganisationen ESA:s siter för Gaia:
http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Gaia
http:///www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Gaia/Gaia_overview
Kontaktuppgifter:
Professor Karri Muinonen, Helsingfors universitet och Lantmäteriverket, karri.muinonen@helsinki.fi, +358 50 415 5474
Docent Mikael Granvik, Helsingfors universitet och Luleå tekniska universitet, mikael.granvik@helsinki.fi, +358 50 521 7209; bestämning av asteroidernas banor och massor på basen av astrometri från Gaia
FD Johanna Torppa, Geologiska forskningscentralen, johanna.torppa@gmail.com, +358 50 410 1152; bestämning av asteroidernas former och rotation på basen av fotometri från Gaia
FD Antti Pentttilä, Helsingfors universitet, antti.i.penttila@helsinki.fi, +358 50 524 0968; analys av sammansättningen hos asteroider på basen av spektroskopi från Gaia
Kommunikationsexpert Minna Meriläinen-Tenhu, @MinnaMeriTenhu, +358 50 415 0316, minna.merilainen@helsinki.fi