Astronomen hebben de meest gedetailleerde driedimensionale foto aller tijden gemaakt van de Melkweg, het sterrenstelsel waarin wij leven. De nieuwe datarelease van ruimtesatelliet Gaia onthult het heelal op een detailniveau waar astronomen tot voor kort alleen van konden dromen.
Het is een astronomisch project van ongekende grootte. De Gaia-satelliet van het Europese ruimtevaartinstituut ESA draait op een afstand van 1,5 miljoen kilometer rondjes om de aarde. Elke dag staart hij naar miljoenen sterren, die hij opneemt in een accurate 3D-kaart van het heelal. Op 25 april onthulde dit megaproject zijn tweede dataset.
In 2016 gaf Gaia zijn eerste gegevens vrij. De stercatalogus bevatte op dat moment al grofweg 1,1 miljard sterren, vergaard tijdens 14 maanden waarneemtijd. Van elke ster kende Gaia de helderheid en positie aan de hemel – vrij traditionele sterrenkundige gegevens. Van de helderste twee miljoen van de sterren, had het project bovendien gedetailleerdere zaken in kaart gebracht, waaronder de bewegingen van die sterren.
De nieuwe datarelease van Gaia doet daar nog een schepje bovenop. De satelliet vergaarde de gegevens na nog eens 22 maanden waarnemen. De dataset bevat nog meer sterren dan de eerste release en heeft van sommige van die sterren ook nog eens gegevens in kaart gebracht zoals de kleur, temperatuur en diameter. Hieronder sommen we de belangrijkste gegevens in de datarelease samen.
1,7 miljard sterren
Tijdens de 22 maanden dat Gaia de hemel afspeurde, bekeek hij 1,7 miljard sterren die maximaal 8000 lichtjaar bij ons vandaan staan. Van al die sterren mat de satelliet de positie en helderheid. Van die 1,7 miljard waren er 1,3 miljard helder genoeg om ook nog eens de afstand en beweging van de sterren te kunnen bepalen. 161 miljoen daarvan waren bovendien helder genoeg dat ook de oppervlaktetemperatuur bepaald kon worden.
Gaia kon tevens de verdeling van stof in de schijf van ons sterrenstelsel in kaart brengen (zie afbeelding). Stof tussen een ster en de satelliet blokkeert namelijk een deel van het sterlicht, waardoor sterren er roder uitzien. Op die manier kon Gaia berekenen hoeveel stof in de Melkweg zit. Om de getoonde afbeelding te maken, gebruikte de satelliet het dimmen en roder worden van 87 miljoen sterren.
500.000 ‘standaardkaarsen’
Gaia mat eveneens de helderheid van een half miljoen zogeheten variabele sterren, sterren waarvan de helderheid met de tijd verandert. De tijdsduur van die verandering hangt direct samen met de gemiddelde helderheid van zo’n ster.
Wanneer astronomen die gemiddelde helderheid berekenen en vervolgens vergelijken met de schijnbare helderheid van de ster vanaf de aarde, kunnen ze nauwkeurig bepalen hoe ver weg de variabele ster staat. Omdat dat proces zo nauwkeurig is, gebruiken astronomen deze sterren als ijkpunten – ‘standaardkaarsen’ in sterrenkundejargon – om de afstand tot andere astronomische objecten te bepalen.
14.099 objecten in het zonnestelsel
Het eerste doel van de Gaia-missie was het in kaart brengen van sterren, maar dat betekent niet dat de satelliet andere dingen compleet negeerde. Zo zoefde er soms een ander object voorbij zijn camera – een object dat door ons zonnestelsel sjeesde. Om die reden bevat de tweede datarelease ook nog eens 14.099 objecten in het zonnestelsel, waarvan de meesten planetoïden zijn.
We weten al langer dat deze planetoïden bestaan, maar dit zijn tot nog toe de meest nauwkeurige waarnemingen van hun posities. De video hieronder toont de paden rond de zon van de 200 helderste planetoïden die Gaia heeft gemeten.
500.000 kosmische smulpapen
Gaia keek bovendien niet exclusief naar onze eigen Melkweg. Op zoek naar referentiepunten aan de hemel, tuurde de satelliet ook veel dieper de kosmos in, naar lichtpuntjes – sterrenstelsels, in dit geval – die stil lijken te staan (omdat ze zoveel verder weg staan dan de sterren in de Melkweg).
Om die sterrenstelsels te ontdekken, zoekt Gaia naar quasars: superzware zwarte gaten in het centrum van andere sterrenstelsels die tijdens het verslinden van materiaal ook extreem veel straling uitstoten. Daardoor zijn deze zwarte gaten heel helder en gemakkelijk te vinden. Gaia ontdekte een half miljoen van dat soort heldere kosmische smulpapen.
12 nabijgelegen sterrenstelsels
De satelliet mat tot slot ook de baan van 12 dwergsterrenstelsels die om de Melkweg draaien, en die van 75 compacte sterclusters die een zelfde soort route volgen. Omdat deze hemelobjecten dichtbij staan, dragen ze bij aan onze kennis over de omgeving en evolutie van de Melkweg.
Jongens, meisjes, dit is zo gaaf. As we tweet, ontdekken Amina Helmi en haar team in de #Gaia-data een dwergsterrenstelsel dat is opgeslokt door de Melkweg. #GaiaDR2 @ESAGaia pic.twitter.com/S9zkUuHuum
— Marieke Baan (@mariekebaan) April 25, 2018
Kort na de eerste datarelease visten astronomen al nieuwe inzichten uit de gigantische gegevensberg (zie bijvoorbeeld de tweet hierboven). En andere nieuwe ontdekkingen die ons meer leren over het ontstaan en de geschiedenis van ons sterrenstelsel zullen zeker volgen.
Dat we nu de beschikking hebben over deze buitengewoon precieze metingen van zo enorm veel sterren, betekent bovendien dat we ook de donkere materie in ons sterrenstelsel in kaart kunnen brengen. Het helpt mogelijk zelfs om nu eens echt goed vast te stellen hoe snel het heelal precies uitdijt. Kortom: de tweede Gaia-datarelease zal de astronomische gemoederen voorlopig nog wel even bezig houden.
Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.
Lees verder: