Gaia e la Via Lattea, due anni dopo3 min di lettura

Il 25 aprile 2018 l’ESA ha reso pubblici i dati raccolti in 2 anni da Gaia.

Gaia è un satellite che ha il compito di misurare posizione, distanza e velocità delle stelle della Via Lattea (e anche oggetti del sistema solare, quando capita).

Ne avevamo già parlato su Quantizzando in occasione della pubblicazione dei risultati del primo anno di osservazioni e in quel post provai anche a spiegare come fa Gaia a misurare posizioni, distanze e velocità. Se volete rileggerlo, ecco qua il link.

Oggi parliamo invece dei nuovi dati. I nuovi articoli scientifici con tutti i dettagli li trovate a questa pagina qui. Il primo articolo scientifico della lista è quello dove si parla un po’ in generale di questa nuova mole di dati di Gaia e consiglio di partire da lì, per chi volesse. Per distinguere questi nuovi dati da quelli resi pubblici nel 2016, faremo così, come fanno gli esperti: i nuovi dati li chiameremo Gaia-DR2, i vecchi dati Gaia-DR1 (dove DR sta per Data Release).

Dunque, Gaia ha misurato la posizione di circa 1,7 miliardi di stelle della Via Lattea. Sono tantissime, sebbene valga sempre la pena ricordare che le stelle presenti nella Via Lattea sono circa 200 miliardi. Ma comunque, la quantità di dati raccolti da Gaia apre non delle porte, ma dei portoni veri e propri agli astrofisici. E infatti da Gaia-DR2 è venuta fuori una mappa come questa:

Ma passiamo ai dati veri e propri. Proviamo a vedere un po’ in dettaglio cosa c’è in questo nuovo pacco di dati di Gaia-DR2. Guardate questa tabella:

Astronomy & Astrophysics, Gaia Collaboration

Su circa 1,7 miliardi di stelle, di 1,3 miliardi abbiamo i dati di posizione e parallasse (cioè distanza) mentre dei restanti abbiamo dati solo di posizione. Poi abbiamo circa 7 milioni di stelle per cui è stata misurata la velocità radiale e anche, tra le altre cose, circa 14 mila oggetti del sistema solare di cui sono state misurate con precisione le caratteristiche. Insomma, davvero dentro i dati di Gaia si può trovare un sacco di roba.

Gli astrofisici che lavorano a Gaia ci tengono a precisare due cose. La prima è che Gaia-DR2 e Gaia-DR1 sono dati indipendenti; infatti Gaia-DR1 si basava sui dati di vecchi cataloghi stellari mentre Gaia-DR2 si basa solo e soltanto sulle osservazioni del satellite Gaia. Questa cosa era nei piani: i vecchi cataloghi erano necessari nella prima fase di acquisizione dati per calibrare meglio le osservazioni.

Quindi i dati di Gaia-DR2 sono qualcosa di nuovo, in fin dei conti. Tuttavia bisogna saperli maneggiare: infatti l’obiettivo di Gaia è andare a regime in più o meno 5 anni. Questo vuol dire ottenere osservazioni ben calibrate e con errori sotto controllo presto. Per capire la situazione e comprendere meglio i passi in avanti fatti, guardate questo grafico qua:

Astronomy & Astrophysics, Gaia Collaboration

Il grafico mostra l’errore associato alla parallasse (cioè la distanza delle stelle praticamente) lungo l’asse verticale, rispetto alla luminosità delle stelle che è la quantità lungo l’asse orizzontale (G in questo caso indica la magnitudine delle stelle, cioè la luce che misuriamo a una certa lunghezza d’onda; valori alti corrispondono a stelle poco luminose, valori bassi a stelle molto luminose).

La fascia giallo-blu in alto a sinistra rappresenta gli errori associati a Gaia-DR1. I punti rossi sono invece gli errori ottenuti con Gaia-DR2. La curva blu è invece quello che ci aspettiamo di ottenere come errori entro 5 anni. Come potete vedere, ci siamo quasi, manca poco. In particolare, per stelle poco luminose ci siamo: gli errori che misuriamo sono già quelli che aspettiamo a regime. Per le stelle più luminose invece c’è ancora da lavorare. Da notare, comunque, il meraviglioso passo in avanti fatto rispetto a Gaia-DR1.

E ora un po’ di scienza. Oltre alle magnifiche cose che ho già raccontato qua, con i dati di Gaia possiamo anche provare a costruire quello che si chiama diagramma Hertzsprung-Russell (detto anche diagramma H-R) delle stelle della Via Lattea. Se non sapete cos’è un diagramma H-R, potete scoprirlo leggendo qui. In sostanza si tratta di un diagramma dove in verticale abbiamo la luminosità delle stelle e in orizzontale la temperatura. In realtà, poi, quello osservato contiene grandezze fisiche diverse, ma comunque in generale il significato è quello. Studiare per bene il diagramma H-R è importante perché ci permette di capire un sacco di roba sulla vita e sull’evoluzione delle stelle. Gaia-DR2, anche in questo caso, ha fatto un passo in avanti enorme rispetto a Gaia-DR1. Guardate la differenza (cliccate sull’immagine per ingrandire):

A sinistra Gaia-DR1, a destra Gaia-DR2

Come vedete, in Gaia-DR2 sono molto ben visibili diverse strutture, tipo quella zona in basso a sinistra che corrisponde alla zona dove si dispongono le nane bianche nel diagramma H-R (lo ripeto, tutto quello che dovete sapere sul diagramma H-R lo trovate qui). Questo, incidentalmente, ha permesso anche di osservare come si dispongono diversi tipi di nane bianche, per esempio quelle il cui nucleo è principalmente composto di idrogeno e quelle in cui è composto principalmente di elio.

Insomma, c’è tanta roba e probabilmente c’è molto di più ancora che ci aspetta nei prossimi anni. Questi dati di Gaia, ora da maneggiare un po’ con cautela, abbiamo visto che già presentano cose interessanti e non è detto che non possano uscire nuovi articoli interessanti già nei prossimi mesi.

Comunque, nei prossimi anni, quando questi dati saranno calibrati ancor più adeguatamente, avremo tra le mani un mare di informazioni sulla nostra Galassia, da cui partire per provare a capire meglio come funziona anche l’universo lontano.

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