Pohyb hvězd na okraji naší galaxie v sobě nese náznaky významných změn, které v historii potkaly Mléčnou dráhu. To je pouze jeden z několika fascinujících poznatků, které se v poslední době objevily ve formě vědeckých studií. Všechny přitom vycházely ze třetího balíčku údajů EDR3 (Early third Data Release) z evropské sondy Gaia, které jsou nyní veřejně dostupné. Astronomové z Konsorcia pro zpracování a analýzu dat z družice Gaia DPAC (Data Processing and Analysis Consortium) získali důkazy o historii Mléčné dráhy tím, že studovali hvězdy v takzvaném anticentru, tedy na opačné straně oblohy než kde se nachází střed naší galaxie.

Výsledky z analýzy tohoto anticentra položily základy pro jednu ze čtyř demonstračních studií, které vyšly společně s daty z družice Gaia. Zbylé tři pak využily tato data pro masivní rozšíření seznamu blízkých hvězd, zpřesnění tvaru oběžné dráhy Sluneční soustavy kolem středu Galaxie, a také pro sledování struktur ve dvou blízkých galaxiích. Tyto studie vznikly, aby zdůraznily úroveň vylepšení, která s sebou přináší nově publikovaná data.

Balík dat EDR3 obsahuje podrobné informace o 1,8 miliardě zdrojů, které zaznamenala sonda Gaia. To představuje o 100 milionů zdrojů více než v předešlém balíku zveřejněných dat (Gaia DR2), který se na veřejnost dostal v dubnu 2018. Gaia EDR3 obsahuje také informace o barvě téměř 1,5 miliardy zdrojů, což je oproti Gaia DR2 o 200 milionů více. Ale nemyslete si, že je rozdíl jen ve větším počtu zdrojů. Zlepšila se také celková přesnost měření. „Nová data družice Gaia dávají naději, že se stanou pokladem pro astronomy,“ říká Jos de Bruijne, zástupce hlavního vědeckého pracovníka mise.

Základní informace o datovém balíku Gaia EDR 3.
Zdroj: https://www.esa.int/

Nová data pomohla vědcům sledovat hvězdy různého stáří, které se nachází velmi blízko okraje naší galaxie, tedy v galaktickém anticentru. Počítačové modely předvídaly, že se disk Mléčné dráhy bude zvětšovat s tím, jak budou vznikat nové hvězdy. Získaná data pomohla vědcům spatřit pozůstatky 10 miliard let starého disku a tím určit jeho menší rozměry ve srovnání se současnou velikostí Mléčné dráhy.

Nová data zjištěná o této vnější oblasti také posílila důkazy o významné události v nedávnější historii naší galaxie. Data ukazují, že ve vnějších oblastech disku se nachází směrem dolů se pomalu pohybující hvězdy, a že jsou tu také rychle se pohybující hvězdy pod touto rovinou, které naopak míří vzhůru. Toto nezvyklé chování se dříve nepředpokládalo. Mohl by to být důsledek prolnutí (téměř kolize) Mléčné dráhy s trpasličí galaxií ve  Střelci, ke kterému došlo v nedávné minulosti.

Černobílá mapa celé oblohy ukauje hustotu koncentrace hvězd – čím je místo světlejší, tím více hvězd se tu nachází. Mapu tvoří data z balíku Gaia EDR 3 obsahující 1,8 miliardy zdrojů.
Zdroj: https://www.esa.int/

Trpasličí galaxie ve Střelci obsahuje několik desítek milionů hvězd a nyní je postupně pojídána Mléčnou dráhou. Její poslední blízké přiblížení k naší galaxii nebyl přímý zásah, ale šlo o událost dost silnou na to, aby její gravitace vyrušila některé hvězdy v naší galaxii – podobně, jako když hodíte na hladinu kámen. Když odborníci z DPAC používali údaje z balíku Gaia DR2, nalezli jemné zvlnění pohybu milionů hvězd, které může naznačovat efekt setkání s trpasličí galaxií ve Střelci někdy před 300 a 900 miliony let. Nyní díky balíku Gaia EDR3 mohli odhalit další důkazy, které souvisí se silnými efekty této události na hvězdy v galaktickém disku. „Vzory pohybu hvězd v disku se liší od toho, co jsme si dříve mysleli,“ říká Teresa Antoja, z Barcelonské univerzity, která s kolegy v DPAC analyzovala data. Ačkoliv je role trpasličí galaxie ve Střelci v některých ohledech stále diskutabilní, „Mohl by to být dobrý kandidát vysvětlující všechna tato narušení, která ukazují simulace od ostatních autorů,“ dodává Antoja.

Tuto kompletní mapu oblohy tvoří 1,8 miliardy hvězd – údaje o pozici, jasu a barvě nasbírala sonda Gaia.
Zdroj: https://www.esa.int/

Historie naší galaxie není jediným výsledkem demonstračních studií založených na údajích z balíku Gaia EDR3. Členové DPAC z celé Evropy tyto údaje využili i k jiným analýzám, které mohou ukázat mimořádnou přesnost měření – ta bez přehánění ukrývají potenciál pro téměř neomezené vědecké objevy. V jedné studii vědci použili nová data k měření zrychlení Sluneční soustavy ve vztahu ke zbytku vesmíru. Použili k tomu zaznamenané pohyby extrémně vzdálených galaxií a povedlo se jim určit změnu rychlosti naší soustavy na 0,23 nm/s! Měření akcelerace z dat sondy Gaia je ve shodě s teoretickými očekáváními a také jde o první měření zakřivení oběžné dráhy Sluneční soustavy kolem středu Galaxie v celé historii optické astronomie.

Balík dat Gaia EDR3 také umožnil vytvořit nový souhrn hvězd v našem okolí. Katalog Gaia Catalogue of Nearby Stars obsahuje 331 312 objektů, což by mělo být asi 92 % všech hvězd ve vzdálenosti do 100 parseků (326 světelných let) od Slunce. Dřívější katalog hvězd v okolí Slunce nazývaný Gliese Catalogue of Nearby stars, byl zřízen v roce 1957. Tvořilo jej pouhých 915 objektů, ale v roce 1991 byl doplněn a dosáhl počtu 3803 hvězdných objektů. Nutno však říct, že byl omezen vzdáleností 82 světelných let. Katalog vytvořený z dat družice Gaia má čtyřikrát větší dosah a obsahuje stokrát více hvězd. Kromě toho nese také informace o pozici, pohybu a jasnosti, které jsou řádově přesnější než stará data.

Hvězdný most – data z balíku Gaia EDR3 ukazují hvězdy odtržené z malého Magellanova oblaku mířící k Velkému Magellanovu oblaku – vytváří tak hvězdný most spojující obě galaxie.
Zdroj: https://www.esa.int/

Čtvrtá demonstrační studie analyzovala Magellanovy oblaky – dvě galaxie, které obíhají Mléčnou dráhu.  Měřením pohybu hvězd Velkého Magellanova oblaku mnohem přesněji než dříve, mohla data z balíku Gaia EDR3 jasně prokázat, že tato (satelitní) galaxie má spirální strukturu. Údaje také vysvětlily proud hvězd, který byl vytažen z Malého Magellanova oblaku. Vědci se domnívají, že jde o náznak zatím nespatřených struktur na okrajích obou galaxií.

3. prosince ve 12:00 SEČ byla data vytvořená týmem vědců a inženýrů z konsorcia DPAC zveřejněna a každý zájemce se tak na ně může podívat a zkusit je analyzovat. Jedná se však teprve o první část dvoudílného vydání. Kompletní zveřejnění Data Release 3 je plánováno na rok 2022. „Gaia EDR3 je výsledkem obrovského úsilí všech účastníků projektu Gaia. Je to mimořádně bohatý soubor dat a těším se na mnoho objevů, které astronomové z celého světa učiní s tímto zdrojem,“ říká Timo Prusti, hlavní vědecký pracovník mise a dodává: „A ještě jsme neskončili. Další úžasná data ještě přijdou, protože Gaia bude i nadále provádět svá měření z oběžné dráhy.“

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/Gaia_s_stellar_motion_for_the_next_400_thousand_years.png
https://www.esa.int/…/Gaia_s_Early_Data_Release_3_in_numbers.jpg
https://www.esa.int/…/The_density_of_stars_from_Gaia_s_Early_Data_Release_3.png
https://www.esa.int/…/The_colour_of_the_sky_from_Gaia_s_Early_Data_Release_3.png
https://www.esa.int/…/bridge_of_stars/22359286-1-eng-GB/Bridge_of_stars.gif