Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) GaiaMission ist ein ambitioniertes Projekt. Das im Dezember 2013 gestartete Weltraumobservatorium hat es sich zum Ziel gesetzt, die Position und Entfernungen von 1 Milliarde Objekten zu messen – darunter Sterne, extrasolare Planeten, Kometen, Asteroiden und sogar Quasare. Auf dieser Grundlage hoffen Astronomen, den detailliertesten 3D-Weltraumkatalog des Kosmos zu erstellen, der je erstellt wurde.
Bereits 2016 wurde der erste Stapel von Gaia-Daten (basierend auf den ersten 14 Monaten im Weltraum) veröffentlicht. Seitdem brüten Wissenschaftler über die Rohdaten, um klarere Bilder der benachbarten Sterne und Galaxien zu erhalten, die von der Mission untersucht wurden. Die neueste Bilder werden veröffentlicht , basierend auf Gaia-Daten, enthielt aufschlussreiche Bilder der Große Magellansche Wolke (LMC), die Andromeda-Galaxie , und der Dreieck der Galaxie .
Der erste Katalog vonGaiadie Daten bestanden aus Informationen zu 1,142 Milliarden Sternen, einschließlich ihrer genauen Position am Nachthimmel und ihrer jeweiligen Helligkeit. Die meisten dieser Sterne befinden sich in der Milchstraße, aber ein guter Teil stammte von Galaxien außerhalb unserer, darunter etwa zehn Millionen, die zum LMC gehörten. Diese etwa 166 000 Lichtjahre entfernte Satellitengalaxie hat etwa 1/100 der Masse der Milchstraße.
Gaias Ansicht der Großen Magellanschen Wolke. Klicken Sie hier für weitere Details, vollständige Credits und größere Versionen des Bildes. Bildnachweis: ESA/Gaia/DPAC
Die beiden oben gezeigten Bilder zeigen zusammengesetzte Daten, die durch dasGaiaSonde. Das Bild links, das durch Kartierung der Gesamtdichte der von entdeckten Sterne zusammengestellt wurdeGaia,zeigt die großräumige Verteilung von Sternen im LMC. Dieses Bild zeigt auch die Ausdehnung der Spiralarme des LMC und ist mit hellen Punkten gespickt, die schwache Sternhaufen darstellen.
Das rechte Bild hingegen zeigt andere Aspekte des LMC und seiner Stars. Dieses Bild wurde durch die Kartierung des Strahlungsflusses im LMC erstellt und wird von den hellsten und massereichsten Sternen dominiert. Dadurch kann der Balken des LMC klarer definiert werden und zeigt auch einzelne Regionen der Sternentstehung – wie 30 Doradus , die im Bild knapp über dem Zentrum der Galaxie zu sehen ist.
Der nächste Satz von Bildern (siehe unten), die ebenfalls mit Daten aus den ersten 14 Monaten desGaiaMission, zeigen zwei nahegelegene Spiralgalaxien – die Andromeda-Galaxie (M31) und ihren Nachbarn, die Triangulum-Galaxie (M33). Die 2,5 Millionen Lichtjahre entfernte Andromeda-Galaxie ist die größte Galaxie in unserer Nähe und etwas massereicher als unsere eigene. Es ist auch dazu bestimmt, in etwa 4 Milliarden Jahren mit der Milchstraße zu verschmelzen.
Die Triangulum-Galaxie hingegen hat nur einen Bruchteil der Größe der Milchstraße (mit geschätzten fünfzig Milliarden Sternen) und befindet sich etwas weiter von uns entfernt als Andromeda – etwa 2,8 Millionen Lichtjahre entfernt. Wie bei den LMC-Bildern basieren die Bilder links auf der Gesamtdichte von Sternen und zeigen Sterne aller Art, während Bilder rechts auf dem Strahlungsfluss jeder Galaxie basieren und hauptsächlich das helle Ende der Sternpopulation zeigen .
Gaias Blick auf die Andromeda-Galaxie. Bildnachweis: ESA/Gaia/DPAC
Ein weiterer Vorteil der Bilder auf der rechten Seite ist, dass sie die Regionen anzeigen, in denen die stärkste Sternentstehung stattfindet. Seit vielen Jahren wissen Astronomen, dass die LMC eine beträchtliche Menge an Sternentstehungsaktivität aufweist und Sterne mit der fünffachen Geschwindigkeit der Milchstraße bildet. Andromeda hat in den letzten 2 Milliarden Jahren einen Punkt der Inaktivität erreicht, was die Sternentstehung betrifft.
Im Vergleich dazu zeigt die Triangulum-Galaxie immer noch Anzeichen von Sternentstehung, etwa viereinhalbmal so schnell wie Andromeda. Danke an dieGaiaBilder, die die relativen Raten der Sternentstehung bei erhöhten Strahlungsströmen und Helligkeiten zeigen, werden diese Unterschiede zwischen Andromeda, Triangulum und dem LMC sehr schön illustriert.
Darüber hinaus wird es möglich sein, durch die Analyse der Bewegungen einzelner Sterne in externen Galaxien wie der LMC, Andromeda oder Triangulum mehr über die Gesamtrotation von Sternen innerhalb dieser Galaxien zu erfahren. Es wird auch möglich sein, die Umlaufbahnen der Galaxien selbst zu bestimmen, die alle Teil der größeren Struktur sind, die als bekannt ist Lokale Gruppe .
Diese Region des Weltraums, zu der die Milchstraße gehört, misst etwa 10 Millionen Lichtjahre im Durchmesser und hat schätzungsweise 1,29 Milliarden Sonnenmassen. Dies wiederum ist nur eine von mehreren Galaxiensammlungen im noch größeren Umfang Jungfrau Supercluster . Die Messung der Umlaufbahn von Sternen und Galaxien um diese größeren Strukturen ist der Schlüssel zur Bestimmung der kosmischen Entwicklung, wie das Universum so entstanden ist, wie es heute ist und wohin es geht.
Die Triangulum-Galaxie (M33), basierend auf Daten, die von der Gaia-Mission zusammengestellt wurden. Bildnachweis: ESA/Gaia/DPAC
Ein internationales Team von Astronomen vor kurzem versucht um genau das mit der zu tun CosmicFlows-Umfragen . Diese Studien, die zwischen 2011 und 2016 durchgeführt wurden, berechneten die Entfernung und Geschwindigkeit benachbarter Galaxien. Durch die Kombination dieser Daten mit anderen Entfernungsschätzungen und Daten zu den Schwerefeldern der Galaxien konnten sie die Bewegungen von fast 1400 Galaxien innerhalb von 100 Millionen Lichtjahren im Laufe der letzten 13 Milliarden Jahre kartieren.
Im Fall des LMC ein weiteres Team von Astronomen vor kurzem versucht, seine Umlaufbahn zu messen unter Verwendung einer Teilmenge von Daten aus der ersten Gaia-Veröffentlichung – dem Tycho–Gaia astrometrische Lösung (TGAS). Kombiniert mit zusätzlichen Parallaxen- und Eigenbewegungsdaten aus dem Hipparcos Mission konnte das Team 29 Sterne im LMC identifizieren und ihre Eigenbewegung messen, mit der sie dann die Rotation der Galaxie abschätzen.
GaiasBeobachtungen des LMC und der Kleine Magellansche Wolke (SMC) sind auch wichtig, wenn es um die Untersuchung von Cepheid- und RR-Lyrae-Variablen geht. Seit Jahren weisen Astronomen darauf hin, dass diese Sterne als Indikatoren für kosmische Entfernungen für Galaxien außerhalb unserer eigenen verwendet werden könnten.Darüber hinaus arbeiten Astronomen an derGaia Daten Verfahren ing und Analysekonsortium (DPAC) testete diese Methode an Hunderten von LMC-Variablensternen, um Daten aus der ersten Version zu validieren.
Astronomen warten gespannt auf die zweite Veröffentlichung von Gaia-Daten, die für April 2018 geplant ist. Diese wird auch Messungen zu Sternentfernungen und ihren Bewegungen am Himmel enthalten und soll noch mehr über unsere Galaxie und ihre Nachbarn verraten. Aber in der Zwischenzeit gibt es noch viele Enthüllungen aus der ersten Veröffentlichung, und Wissenschaftler erwarten, dass sie noch viele Jahre damit beschäftigt sein werden.
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