Primer mapa del cielo de Gaia
14 septiembre 2016 Hoy se ha publicado el primer catálogo con más de mil millones de estrellas analizadas por el satélite Gaia de la ESA. Se trata de la mayor muestra de objetos celestes hasta la fecha.
Con el objetivo de elaborar el mapa tridimensional más detallado de la Vía Láctea, Gaia ha determinado el brillo y la posición exacta en el firmamento de 1.142 millones de estrellas.
Como preludio del catálogo más extenso que se publicará en el futuro, el extracto publicado hoy también presenta las distancias y los movimientos de más de dos millones de estrellas.
“Al cartografiar el cielo con una precisión nunca antes alcanzada, Gaia se sitúa a la vanguardia de la astrometría —afirma Álvaro Giménez, director de ciencia de la ESA—. La presente publicación nos ofrece una primera impresión de los extraordinarios datos que nos esperan y revolucionará nuestra comprensión de cómo las estrellas se distribuyen y se desplazan por nuestra Galaxia”.
Gaia cartografiando las estrellas de la Vía Láctea
Lanzado hace 1.000 días, el satélite Gaia comenzó su labor científica en julio de 2014. Esta primera publicación se basa en los datos recopilados durante los primeros 14 meses de estudio del firmamento, hasta septiembre de 2015.
Como comenta Timo Prusti, científico del proyecto Gaia de la ESA: “El hermoso mapa que hoy publicamos muestra la densidad de estrellas medidas por Gaia en todo el firmamento y confirma la calidad de los datos recogidos durante su primer año de operaciones”.
Las franjas y otros artefactos en la imagen reflejan la forma en que Gaia rastrea el firmamento e irán desapareciendo a medida que se realicen nuevos barridos a lo largo de los cinco años de la misión.
“El satélite está funcionando bien y ya hemos demostrado que es posible abordar el análisis de mil millones de estrellas. Aunque los actuales datos son preliminares, queríamos ponerlos a disposición de la comunidad astronómica cuanto antes”, añade el doctor Prusti.
Transformar los datos brutos en posiciones estelares útiles y fiables con un nivel de precisión sin precedentes conlleva un procedimiento extremadamente complejo, encomendado a un equipo paneuropeo de unos 450 científicos e ingenieros de software: el Consorcio para el Procesamiento y Análisis de Datos de Gaia, o DPAC.
“Los datos publicados hoy son el resultado de un meticuloso trabajo de colaboración durante la pasada década —explica Anthony Brown, de la Universidad de Leiden, Países Bajos, y presidente del consorcio—. En colaboración con expertos de distintas disciplinas, tuvimos que prepararnos antes de comenzar las observaciones para después procesar los datos, integrarlos en productos astronómicos con sentido y validar su contenido científico”.
Además de procesar los mil millones de estrellas del catálogo, los científicos analizaron detalladamente unos dos millones de estrellas comunes entre los datos recogidos durante el primer año de Gaia y los anteriores catálogos, Hipparcos y Tycho-2, cuyos datos proceden de la misión Hipparcos de la ESA, que hace más de dos décadas se encargó de trazar un mapa el firmamento.
Al combinar los datos de Gaia con información de estos dos catálogos menos precisos, las observaciones de este primer año ya han permitido comenzar a dilucidar los efectos del ‘paralaje’ y el ‘movimiento propio’. El paralaje es un pequeño desplazamiento en la posición aparente de una estrella provocado por la traslación anual de la Tierra alrededor del Sol y depende de la distancia de dicha estrella con respecto a nosotros. Por su parte, el movimiento propio se debe al desplazamiento físico de las estrellas por la Galaxia.
Así, los científicos han sido capaces de ofrecer una estimación de las distancias y movimientos de los dos millones de estrellas repartidas por el cielo en la Solución Astrométrica Tycho-Gaia, o TGAS.
Este nuevo catálogo es el doble de preciso y contiene casi 20 veces más estrellas que el referente astronómico anterior, el catálogo Hipparcos.
Como parte de su trabajo de validación del catálogo, los científicos del DPAC han llevado a cabo un estudio de los cúmulos estelares abiertos —grupos de estrellas relativamente jóvenes formadas al mismo tiempo— que demuestra claramente la mejora que suponen los nuevos datos.
Galaxias, cúmulos abiertos y globulares en el mapa del cielo de Gaia
“Con Hipparcos, solo pudimos analizar la dinámica y la estructura 3D de las estrellas en las Híades, el cúmulo abierto más cercano al Sol, y medir distancias de unos 80 cúmulos a un máximo de 1.600 años luz de nosotros —reconoce Antonella Vallenari, del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), Observatorio Astronómico de Padua, Italia—. En cambio, gracias a los primeros datos de Gaia, ahora es posible medir las distancias y los movimientos de unos 400 cúmulos a 4.800 años luz”.
“En el caso de los 14 cúmulos abiertos más cercanos, los nuevos datos revelan que muchas estrellas se encuentran sorprendentemente lejos del centro del cúmulo progenitor, probablemente escapando para poblar otras regiones de la Galaxia”.
Gracias a los extraordinarios datos que Gaia continúa recopilando y que se publicarán en los próximo años, podrán descubrirse muchos más cúmulos estelares y podrán analizarse con mucho mayor detalle.
El nuevo censo estelar también contiene 3.149 estrellas variables, cuyo tamaño aumenta y disminuye cíclicamente, lo que provoca cambios periódicos en su brillo.
Muchas de las estrellas variables observadas por Gaia se encuentran en la Gran Nube de Magallanes, uno de nuestros vecinos en la Galaxia, región estudiada repetidamente durante el primer mes de observaciones, lo que permitió medir con precisión su brillo cambiante.
Los detalles sobre las variaciones en el brillo de estas estrellas, 386 de las cuales constituyen nuevos descubrimientos, forman parte de la información hoy publicada, junto con un primer estudio para probar el potencial de los datos.
“Las estrellas variables como las Cefeidas o las RR Lyrae son valiosos indicadores de distancias cósmicas —explica Gisella Clementini, del INAF y el Observatorio Astronómico de Bolonia, Italia—. Mientras que el paralaje se utiliza para medir directamente distancias a grandes grupos de estrellas en la Vía Láctea, las estrellas variables constituyen un paso indirecto pero crucial en nuestra ‘escalera de distancias cósmica’, ya que nos permiten llegar a galaxias lejanas”.
Esto es posible gracias a que ciertos tipos de estrellas variables son especiales. Por ejemplo, en el caso de las estrellas Cefeidas, cuanto mayor es su brillo intrínseco, más lentas son sus variaciones en él. Lo mismo sucede con las estrellas RR Lyrae cuando se observan en luz infrarroja. El patrón de variabilidad es fácil de medir y puede combinarse con el brillo aparente de una estrella para averiguar su brillo real.
Y aquí es donde interviene Gaia: en el futuro, los científicos serán capaces de determinar con gran precisión las distancias a un gran número de estrellas variables gracias a las medidas de los paralajes realizadas por Gaia. Con ello, se calibrará y mejorará la relación entre el periodo y el brillo de estas estrellas, y los resultados podrán aplicarse para medir distancias más allá de nuestra Galaxia. Una aplicación preliminar de los datos de TGAS se presenta prometedora.
“Esto no es más que el principio: hemos medido la distancia a la Gran Nube de Magallanes para comprobar la calidad de los datos y hemos obtenido una primera idea de las espectaculares mejoras que Gaia pronto aportará a nuestros conocimientos de las distancias cósmicas”, añade la doctora Clementini.
Ocultación de Plutón
Conocer las posiciones y los movimientos de las estrellas en el firmamento con extraordinaria precisión resulta fundamental para estudiar las propiedades y el pasado de la Vía Láctea, así como para medir distancias a estrellas y galaxias. Pero también tiene importantes aplicaciones más cerca, por ejemplo, en el Sistema Solar.
En julio, Plutón pasó por delante de una estrella débil y distante, ofreciendo una oportunidad única para estudiar la atmósfera del planeta enano a medida que la estrella desaparecía y reaparecía por detrás de él.
La ocultación estelar permaneció visible en una estrecha franja sobre Europa, similar a la banda de totalidad que un eclipse solar proyecta sobre la superficie de nuestro planeta. Conocer la posición precisa de la estrella fue crucial para orientar los telescopios en la Tierra, por lo que la publicación excepcionalmente temprana de la posición de esta estrella por parte de Gaia, diez veces más precisa que la posición conocida hasta el momento, resultó clave para monitorizar con éxito este evento poco común.
Los resultados preliminares indican una pausa en el misterioso aumento de la presión en la tenue atmósfera de Plutón, algo que lleva registrándose desde 1988 a pesar de que el planeta enano se aleja del Sol, lo que sugeriría una caída en la presión debido al enfriamiento de su atmósfera.
“Estos tres ejemplos demuestran cómo los datos presentes y futuros de Gaia van a revolucionar todas las áreas de la astronomía, permitiéndonos investigar nuestro lugar en el Universo, desde lo más cercano, el Sistema Solar, hasta la Galaxia e incluso a escalas cosmológicas aún mayores”, explica el doctor Brown.
La primera publicación de datos muestra que la misión se encuentra en el buen camino para alcanzar su objetivo último: cartografiar las posiciones, distancias y movimientos de mil millones de estrellas —alrededor del 1% del contenido de la Vía Láctea— en tres dimensiones y con una precisión nunca vista.
“El camino hasta aquí no ha estado exento de obstáculos: Gaia ha tenido que enfrentarse a una serie de desafíos técnicos y ha sido necesario llevar a cabo grandes esfuerzos de colaboración para superarlos —admite Fred Jansen, responsable de la misión Gaia de la ESA—. Pero ahora, mil días tras el lanzamiento y gracias al excelente trabajo de todas las partes, nos complace enormemente presentar este primer conjunto de datos y estamos deseando llegar a la siguiente publicación, que permitirá desarrollar todo el potencial de Gaia para explorar nuestra Galaxia como nunca antes”.
Nota para los editores
Los datos de la primera publicación de Gaia pueden consultarse en http://archives.esac.esa.int/gaia
El contenido de esta primera publicación se ha presentado hoy durante una sesión informativa para medios en el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC) de la ESA en Villanueva de la Cañada, España.
Un número especial de la revista Astronomy & Astrophysics incluirá quince artículos científicos sobre los datos que contiene la publicación y su proceso de validación.
Gaia es una misión de la ESA encargada de analizar mil millones de estrellas de nuestra Galaxia y sus alrededores para confeccionar el mapa tridimensional más preciso de la Vía Láctea y responder a cuestiones sobre su estructura, origen y evolución.
Un amplio equipo paneuropeo de científicos expertos y desarrolladores de software, el Consorcio para el Procesamiento y Análisis de Datos (DPAC), fundado por un gran número de Estados miembros de la ESA y con sede en ellos, es responsable de procesar y validar los datos de Gaia con el objetivo último de producir el catálogo de Gaia. La explotación científica de los datos tendrá lugar una vez que se hayan puesto a disposición de la comunidad de forma pública.
Los miembros del consorcio proceden de 20 países europeos (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, Eslovenia, España, Estonia, Finlandia, Francia, Grecia, Hungría, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza), así como de otros países más lejanos (Argelia, Brasil, Israel y Estados Unidos).
Además, la ESA contribuye significativamente al consorcio con el Centro de Procesamiento de Datos de ESAC que, entre otras actividades y responsabilidades, funciona como nodo central para el procesamiento de todos los datos de la misión.
Para más información:
Markus Bauer
ESA Science and Robotic Exploration Communication Officer
Tel: +31 71 565 6799
Móvil: +31 61 594 3 954
Correo electrónico: markus.bauer@esa.int
Timo Prusti
Gaia Project Scientist
European Space Agency
Correo electrónico: timo.prusti@esa.int
Anthony Brown
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Correo electrónico: brown@strw.leidenuniv.nl
Antonella Vallenari
INAF and Astronomical Observatory of Padua, Italy
Correo electrónico: antonella.vallenari@oapd.inaf.it
Gisella Clementini
INAF and Astronomical Observatory of Bologna, Italy
Correo electrónico: gisella.clementini@oabo.inaf.it
Fred Jansen
Gaia mission manager
European Space Agency
Correo electrónico: fjansen@cosmos.esa.int
Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui
ayabaca@gmail.com
ayabaca@hotmail.com
ayabaca@yahoo.com
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