science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Gaia-ruimtetelescoop meet versnelling van zonnestelsels

De afbeelding toont de schijnbare beweging van 3000 willekeurig geselecteerde, verre quasars veroorzaakt door de versnelling van ons zonnestelsel. Voor elke quasar geeft een pijl de richting aan waarin deze wordt versneld. Merk op hoe de bewegingen lijken te convergeren naar een punt net onder rechts van de richting naar het centrum van de Melkweg, die zich in het midden van de afbeelding bevindt. De achtergrond toont Gaia's all-sky view van ons Melkwegstelsel en naburige sterrenstelsels, gebaseerd op de gegevens die zijn vrijgegeven in de nieuwe EDR3 Gaia-catalogus. Krediet:ESA/Gaia/DPAC / CC BY-SA 3.0 IGO

De meting van de versnelling van ons zonnestelsel door astronomen van de TU Dresden is een wetenschappelijk hoogtepunt van de derde Gaia-catalogus, die nu wordt uitgebracht. Met de publicatie op 3 december, 2020, om 12.00 uur, het publiek zal toegang hebben tot zeer nauwkeurige astronomische gegevens, zoals posities, snelheden, magnitudes en kleuren van ongeveer 1,8 miljard astronomische objecten.

Wat is Gaia? Het doel van de ESA-missie, gelanceerd op 19 december 2013, is niets minder dan het maken van een driedimensionale kaart van alle astronomische objecten die kunnen worden gedetecteerd door de 1000 megapixelcamera van de satelliet - een indrukwekkend gemiddelde van drie miljoen sterren per uur. De waarnemingen zijn zo nauwkeurig dat Gaia een beweging van slechts enkele centimeters kon volgen voor objecten die zo ver weg zijn als de maan. Een internationaal team van wetenschappers genereert wetenschappelijk bruikbare resultaten uit deze enorme hoeveelheid waarnemingsgegevens. Deze berekening, de iteratieve oplossing van een enorm stelsel vergelijkingen met 10 miljard onbekenden, houdt sinds 2015 supercomputers in verschillende Europese onderzoeksinstellingen bezig. De high-performance computers van de TU Dresden werden door het team van Prof. Klioner zwaar gevraagd om de talrijke tijdelijke oplossingen te produceren die uiteindelijk resulteerden in beslissende verbeteringen van de nieuwe Gaia-producten.

De uitstekende kwaliteit van deze resultaten stelde de wetenschappers in Dresden in staat om een ​​zeer interessant fenomeen te detecteren:de versnelling van ons zonnestelsel. In de astronomie, het is al een tijdje bekend dat een dergelijke versnelling een langzame, schijnbare verplaatsing van alle astronomische objecten, die als globaal patroon in de gemeten bewegingen merkbaar zou moeten worden. Echter, voor nabije sterren, dit effect wordt volledig gesuperponeerd door de complexe structuur en dynamiek van onze melkweg.

Alleen een nauwkeurige meting van extreem verre astronomische objecten, zogenaamde quasars, zou dit versnellingseffect kunnen onthullen. Deze extreem lichtgevende kernen van verre sterrenstelsels worden beschouwd als bijna vast aan de hemel, daarom worden ze in de astronomie als referentiepunten gebruikt.

Het team van Dresden identificeerde ongeveer 1,6 miljoen Gaia-objecten als quasars, die nu zal worden gepubliceerd als een Gaia eigen hemelreferentiesysteem. Deze quasars tonen duidelijk het verwachte bewegingspatroon van de extreem kleine versnelling, die, volgens de in Dresden geproduceerde resultaten, is 0,23 nanometer per seconde kwadraat. Het is de eerste keer dat deze detectie wordt verkregen met behulp van optische waarnemingen. Professor Klioner legt uit:

"Het meten van de versnelling van het zonnestelsel met een relatieve nauwkeurigheid van 7 procent is een zeer belangrijk wetenschappelijk resultaat, en op hetzelfde moment, het is een overtuigend bewijs van de kwaliteit van de nieuwe gegevens. De door Gaia gemeten versnelling komt goed overeen met de theoretische verwachtingen en geeft belangrijke informatie over de beweging van het zonnestelsel in het zwaartekrachtsveld van onze melkweg."

De volgende publicatie van de Gaia-catalogus staat gepland voor de eerste helft van 2022. Gezien de tot nu toe gepubliceerde gegevens, we kunnen in de toekomst zeker veel onderzoek op topniveau verwachten. Sinds de release in april 2018, de tweede versie van de Gaia-catalogus heeft gemiddeld vijf publicaties per dag opgeleverd!

in Dresden, voorbereidingen zijn al begonnen voor de vierde Gaia-catalogus, die in 2025 wordt gepubliceerd. De waarnemingsgegevens voor deze catalogus wachten uiterlijk vanaf januari 2021 op het Gaia-team van Dresden, inclusief zowel de zeer speciale uitdagingen die moeten worden overwonnen, en zijn wetenschappelijke schatten die moeten worden teruggevonden.