Vandaag geeft ESA's Gaia-missie een nieuwe schat aan gegevens vrij over ons eigen melkwegstelsel. Astronomen beschrijven vreemde 'sterbevingen', stellair DNA, asymmetrische bewegingen en andere fascinerende inzichten in dit meest gedetailleerde onderzoek van de Melkweg tot nu toe.
Gaia is de missie van ESA om de meest nauwkeurige en complete multidimensionale kaart van de Melkweg te maken. Hierdoor kunnen astronomen de structuur van ons thuisstelsel en de evolutie in het verleden gedurende miljarden jaren reconstrueren, en de levenscyclus van sterren en onze plaats in het heelal beter begrijpen.
Wat is er nieuw in dataversie 3?
Gaia's gegevensversie 3 bevat nieuwe en verbeterde details voor bijna twee miljard sterren in ons melkwegstelsel. De catalogus bevat nieuwe informatie, waaronder chemische samenstellingen, stellaire temperaturen, kleuren, massa's, leeftijden, en de snelheid waarmee sterren naar ons toe of van ons af bewegen (radiale snelheid). Veel van deze informatie is aan het licht gekomen dankzij de onlangs vrijgegeven spectroscopiegegevens, een techniek waarbij het sterrenlicht in zijn samenstellende kleuren wordt gesplitst (als een regenboog). De gegevens omvatten ook speciale deelverzamelingen van sterren, zoals sterren die in de loop van de tijd van helderheid veranderen. Ook nieuw in deze gegevensreeks is de grootste catalogus tot nu toe van dubbelsterren, duizenden objecten in het zonnestelsel zoals asteroïden en manen van planeten, en miljoenen sterrenstelsels en quasars buiten de Melkweg.
Sterbevingen
Een van de meest verrassende ontdekkingen die uit de nieuwe gegevens naar voren komen, is dat Gaia in staat is om sterbevingen, minuscule bewegingen aan het oppervlak van een ster, te detecteren die de vorm van sterren veranderen, iets waar het observatorium oorspronkelijk niet voor gebouwd was. Eerder vond Gaia al radiale oscillaties die ervoor zorgen dat sterren periodiek opzwellen en krimpen, terwijl ze hun sferische vorm behouden. Maar Gaia heeft nu ook andere trillingen ontdekt die meer weg hebben van grootschalige tsunami's. Deze niet-radiale trillingen veranderen de globale vorm van een ster en zijn daarom moeilijker te detecteren.
Gaia heeft bij duizenden sterren sterke niet-radiale sterbevingen gevonden. Gaia bracht ook dergelijke trillingen aan het licht in sterren die zelden eerder zijn waargenomen. Deze sterren zouden volgens de huidige theorie geen bevingen mogen hebben, terwijl Gaia ze wel aan hun oppervlak detecteerde. "Sterbevingen leren ons veel over sterren, met name over hun inwendige werking. Gaia opent een goudmijn voor 'asteroseismologie' van massieve sterren," zegt Conny Aerts van de KU Leuven in België, die deel uitmaakt van de Gaia-samenwerking.
Het DNA van sterren
Waar sterren van gemaakt zijn, kan ons iets vertellen over hun geboorteplaats en hun reis daarna, en dus over de geschiedenis van de Melkweg. Met de gegevens die vandaag zijn vrijgegeven, onthult Gaia de grootste chemische kaart van het melkwegstelsel, gekoppeld aan 3D-bewegingen, van ons zonnestelsel tot kleinere melkwegstelsels die het onze omringen. Sommige sterren bevatten meer 'zware metalen' dan andere. Tijdens de oerknal werden alleen lichte elementen gevormd (waterstof en helium). Alle andere zwaardere elementen - door astronomen metalen genoemd - worden in sterren gebouwd. Wanneer sterren sterven, laten ze deze metalen los in het gas en stof tussen de sterren, het interstellaire medium, waaruit nieuwe sterren worden gevormd. Actieve stervorming en sterfte leiden tot een omgeving die rijker is aan metalen. Daarom is de chemische samenstelling van een ster een beetje als zijn DNA, dat ons cruciale informatie geeft over zijn oorsprong.
Met Gaia zien we dat sommige sterren in ons melkwegstelsel gemaakt zijn van oermateriaal, terwijl andere, zoals onze zon, gemaakt zijn van materie die verrijkt is door vorige generaties sterren. Sterren die zich dichter bij het centrum en het vlak van ons melkwegstelsel bevinden, zijn rijker aan metalen dan sterren op grotere afstanden. Gaia heeft op basis van hun chemische samenstelling ook sterren geïdentificeerd die oorspronkelijk uit andere melkwegstelsels kwamen dan het onze.
"Ons melkwegstelsel is een prachtige smeltkroes van sterren," zegt Alejandra Recio-Blanco van het Observatoire de la Côte d'Azur in Frankrijk, die deel uitmaakt van de Gaia-samenwerking.
"Deze diversiteit is uiterst belangrijk, omdat het ons het verhaal vertelt van de vorming van ons melkwegstelsel. Het onthult de processen van migratie binnen ons melkwegstelsel en accretie van externe melkwegstelsels. Het laat ook duidelijk zien dat onze zon, en wij, allemaal deel uitmaken van een steeds veranderend systeem, gevormd dankzij de samenvoeging van sterren en gas van verschillende oorsprong."
Binaire sterren, asteroïden, quasars, en meer
Andere papers die vandaag zijn gepubliceerd weerspiegelen de breedte en diepte van Gaia's ontdekkingspotentieel. Een nieuwe catalogus van binaire sterren geeft een beeld van de massa en evolutie van meer dan 800 duizend binaire stelsels, terwijl een nieuw planetoïdenonderzoek, dat 156 duizend rotsachtige lichamen omvat, dieper graaft naar de oorsprong van ons zonnestelsel. Gaia onthult ook informatie over 10 miljoen veranderlijke sterren, mysterieuze macro-moleculen tussen sterren, evenals quasars en sterrenstelsels buiten onze eigen kosmische omgeving.
"In tegenstelling tot andere missies die zich richten op specifieke objecten, is Gaia een onderzoeksmissie. Dit betekent dat Gaia, terwijl het de hele hemel met miljarden sterren meerdere keren onderzoekt, zeker ontdekkingen zal doen die andere, meer toegewijde missies zouden missen. Dit is een van de sterke punten van Gaia en we kunnen niet wachten tot de astronomiegemeenschap zich in onze nieuwe gegevens verdiept om nog meer over ons melkwegstelsel en zijn omgeving te weten te komen dan we ooit hadden kunnen denken", zegt Timo Prusti, projectwetenschapper voor Gaia bij ESA.
Gaia data release 3: https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/data-release-3
Bron: ESA
