Der europäische Satellit Gaia hat den bisher größten Datensatz gesammelt
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) hat Gaia Data Release 3 (Gaia DR3) veröffentlicht: die bisher umfassendste „kosmische Zählung“ mit Daten zu den Eigenschaften von Milliarden astronomischer Objekte: eine Fundgrube für die Forschung der kommenden Jahre. Klassifikationsdaten, die es Astronomen ermöglichen, leicht nach Objekten wie Sternen, Galaxien oder Quasaren zu suchen, sowie Informationen über stellare Eigenschaften wie Temperatur und chemische Zusammensetzung wurden von der Gaia-Gruppe am Max-Planck-Institut für Astronomie bereitgestellt.
Karte der Lichtdämpfung in der Milchstraße durch interstellaren Staub, rekonstruiert aus Gaia DR3-Daten, jetzt veröffentlicht. Insbesondere handelt es sich um eine sogenannte Milchstraßen-Extinktionskarte, die mit dem GSP-Phot-Paket unter Verwendung von BP / RP-Spektren, Photometrie und Gaia-DR3-Parallaxe erstellt wurde. Orange Kästchen markieren bekannte Regionen der Sternentstehung in unserer Heimatgalaxie, die erhebliche Mengen an Staub enthalten.
© ESA/DPAC/MPIA
Karte der Lichtdämpfung in der Milchstraße durch interstellaren Staub, rekonstruiert aus Gaia DR3-Daten, jetzt veröffentlicht. Insbesondere handelt es sich um eine sogenannte Milchstraßen-Extinktionskarte, die mit dem GSP-Phot-Paket unter Verwendung von BP / RP-Spektren, Photometrie und Gaia-DR3-Parallaxe erstellt wurde. Orange Kästchen markieren bekannte Regionen der Sternentstehung in unserer Heimatgalaxie, die erhebliche Mengen an Staub enthalten.
© ESA/DPAC/MPIA
Bei beeindruckenden Bildern wie dem Hubble-Weltraumteleskop ist es nicht verwunderlich, dass die meisten Menschen astronomische Forschung mit immer detaillierteren Bildern von immer weiter entfernten astronomischen Objekten assoziieren. Eines der produktivsten astronomischen Observatorien aller Zeiten produziert jedoch keine Bilder und diente dennoch als Grundlage für mehr als 6.000 wissenschaftliche Artikel, die in anderen wissenschaftlichen Arbeiten bereits mehr als 150.000 Mal zitiert wurden.
Das ist der Gaia-Satellit der ESA, und die Daten, die Gaia produziert, sind Zahlen: numerische Werte für Sternpositionen, Entfernungen, die Helligkeit der Quellen in verschiedenen Filterbändern, die Variation dieser Helligkeiten im Laufe der Zeit. Und das alles für Milliarden Sterne und Millionen anderer astronomischer Objekte. Nun, am 13. Juni 2022, wird der dritte vollständige Datensatz der Gaia-Mission veröffentlicht. Der Datensatz wird größer sein als in früheren Versionen; insbesondere werden neben Positions- und Helligkeitsdaten erstmals optische Spektren von 220 Millionen astronomischen Objekten veröffentlicht.
Einige der veröffentlichten Daten wurden mit Hilfe der Gaia-Gruppe des Max-Planck-Instituts für Astronomie unter der Leitung von Coryn Bailer-Jones gewonnen: zum einen astrophysikalische Parameter wie Temperatur und chemische Zusammensetzung, die aus Beobachtungsdaten mit ausgeklügelten Methoden abgeleitet wurden Analysemethoden andererseits Informationen zur Klassifikation der gefundenen Objekte, was es Astronomen erheblich erleichtert, Gaia-Daten für ihre Forschung zu nutzen.
Gaias Hauptaufgabe war und ist es, mithilfe der sogenannten Parallaxenmethode exakte Entfernungen für Milliarden von Sternen zu bestimmen. Diese Methode macht sich zunutze, dass sich bei einem Umlauf der Erde um die Sonne im Laufe eines Jahres die Positionen der erdnahen im Vergleich zu den weiter entfernten Sternen auf modellierbare Weise ändern. . (Sie können den geometrischen Effekt reproduzieren, indem Sie Ihren Arm ausstrecken, Ihren Daumen nach oben schütteln und dann abwechselnd ein Auge nach dem anderen schließen; Sie werden sehen, dass Ihr Daumen von der äußersten Unterseite abzuprallen scheint). Gaias bisher veröffentlichte Entfernungsmessungen haben in nahezu allen Bereichen der astronomischen Forschung Anwendung gefunden, von der räumlichen Verteilung der sonnennächsten Sterne bis hin zur Bestimmung der Expansionsrate des Universums als Ganzes.
Dies ist kein Foto der Milchstraße. Stattdessen ist jeder hier gezeigte Lichtpunkt ein Himmelsobjekt, das im Rahmen der Gaia-Mission dokumentiert und analysiert wurde. Der Katalog mit 1,7 Milliarden Quellen fügt jede Quelle in ihre richtige Position am Himmel und gibt ihr die von Gaia durch Rot- und Blaufilter gemessene Farbe hinzu, um eine originalgetreue Darstellung der Milchstraße und unserer beiden nächsten galaktischen Nachbarn, der Magellanschen Wolken, hinzuzufügen. , und viele weiter entfernte kosmische Objekte zusammen, wie sie von der Erde erscheinen.
© ESA/Gaia/DPAC unter Lizenz CC BY-SA 3.0 IGO
Dies ist kein Foto der Milchstraße. Stattdessen ist jeder hier gezeigte Lichtpunkt ein Himmelsobjekt, das im Rahmen der Gaia-Mission dokumentiert und analysiert wurde. Der Katalog mit 1,7 Milliarden Quellen fügt jede Quelle in ihre richtige Position am Himmel und gibt ihr die von Gaia durch Rot- und Blaufilter gemessene Farbe hinzu, um eine originalgetreue Darstellung der Milchstraße und unserer beiden nächsten galaktischen Nachbarn, der Magellanschen Wolken, hinzuzufügen. , und viele weiter entfernte kosmische Objekte zusammen, wie sie von der Erde erscheinen.
© ESA/Gaia/DPAC unter Lizenz CC BY-SA 3.0 IGO
Doch wie der jetzt veröffentlichte Datensatz mit dem Namen DR3 deutlich zeigt, geht die wissenschaftliche Nutzung von Gaia-Daten weit über Entfernungsmessungen und deren Anwendung hinaus. Tatsächlich ist Gaia angesichts der von der Mission gelieferten Daten und der großen Anzahl beobachteter Objekte die vollständigste kosmische Zählung, die jemals durchgeführt wurde. Und so wie ein Datensatz, der Informationen über Alter, Lebensbedingungen, Einkommen, Familiengröße und andere Informationen über die Bevölkerung eines Landes enthält, es uns ermöglicht, soziale Strukturen zu untersuchen, ermöglichen Gaias Daten Astronomen, verschiedene Arten von astronomischen Objekten zu identifizieren, von bestimmten Arten von Sterne. zu den Galaxien – zu verstehen.
Um die Daten für Forscher zugänglicher und einfacher direkt für die wissenschaftliche Forschung nutzbar zu machen, veröffentlicht Gaia mehr als nur seine grundlegenden Beobachtungsdaten. Für viele seiner Quellen liefert Gaia Informationen zu astrophysikalischen Parametern wie Temperaturen oder Informationen zur chemischen Zusammensetzung (Metallizität) von Objekten. Der Datensatz enthält auch Informationen über Objektklassen und zeigt beispielsweise an, ob es sich bei einer bestimmten Quelle um einen Stern, eine Galaxie oder einen Quasar handelt.
Für einen erheblichen Teil dieser zusätzlichen Informationen ist die Gruppe um Coryn Bailer-Jones am Max-Planck-Institut für Astronomie verantwortlich: Sie war maßgeblich an der Entwicklung der „Gaia-Klassifikationsmaschine“ beteiligt, die mit statistischen Methoden die von Gaia entdeckten Quellen zu mehr macht wahrscheinlich Klassen von Objekten zuweisen. Die Gruppe hat auch Algorithmen entwickelt, die sowohl Einzel- als auch Doppelsternen im Gaia-Katalog Temperaturwerte und chemische Zusammensetzungsparameter zuweisen.
Die Analyse von Bailer-Jones und seinen Kollegen erlaubt uns auch, die Staubmenge zwischen fernen Sternen und der Erde zu rekonstruieren. So wie Staub das Sonnenlicht bei Sonnenuntergang oder Sonnenaufgang rot färbt, färbt kosmischer Staub das Sternenlicht auf charakteristische Weise rot. Daraus lässt sich eine dreidimensionale Karte der Verteilung des kosmischen Staubs in der Milchstraße rekonstruieren, die wiederum Forschern, die Himmelsobjekte innerhalb oder außerhalb der Milchstraße beobachten, dabei hilft, den Staubeinfluss angemessen zu berücksichtigen seine Messungen auswerten.
Bailer-Jones sagt: „Mit dem jetzt veröffentlichten Gaia-Datensatz liefern wir zusammen mit Kollegen aus anderen Instituten in Europa detaillierte Informationen über die Eigenschaften von Hunderten Millionen Sternen. Diese basieren vor allem auf den Sternenspektren von Gaia Geschwindigkeit, Messung und Ergänzung der von Gaia bereitgestellten Entfernungs- und Geschwindigkeitsinformationen”.
Als bisher umfassendste kosmische Zählung wird erwartet, dass der Gaia-DR3-Katalog einen signifikanten Einfluss auf fast alle Bereiche der astronomischen Forschung haben wird. Und das alles ohne ein einziges veröffentlichtes Bild, sondern nur durch die Aussagekraft der Daten im Katalog: umfangreich, gut aufbereitet, von gleichbleibend hoher Qualität und leicht zugänglich.
Hintergrundinformation
Die Gaia-Arbeitsgruppe des Max-Planck-Instituts für Astronomie (MPIA) wird vom MPIA und dem Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, letzteres durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), gefördert.
Der Gaia DR3-Katalog wird offiziell am 13. Juni 2022 eingeführt. Es wird zahlreiche lokale Veranstaltungen in ganz Europa geben, die hier zu finden sind:
https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/dr3-events
Wenn Sie als Journalist an der Heidelberger Veranstaltung im Haus der Astronomie teilnehmen möchten, wenden Sie sich bitte an Stefan Jordan unter jordan@ari.uni-heidelberg.de
Die Europäische Weltraumorganisation hat ein breites …