In de laatste jaren van de 18e eeuw, astronomen William en Caroline Herschel begonnen sterren te tellen. William noemde de techniek "stermeting" en zijn doel was om de vorm van onze Melkweg te bepalen.

Sinds 1609, toen Galileo zijn telescoop ophief naar het nevelige lichtvlekje dat bekend staat als de Melkweg en zag dat het bestond uit talloze zwakke sterren waarvan het licht allemaal samen vervaagde, we weten dat er in de ruimte verschillende aantallen sterren in verschillende richtingen zijn. Dit betekent dat onze lokale verzameling sterren, het sterrenstelsel, moet een vorm hebben. Herschel ging op zoek naar die vorm.

Hij gebruikte een grote telescoop, twintig voet (610 cm) lang, gemonteerd tussen hoge houten frames om een ​​grote cirkel in de lucht uit te stippelen die haaks door de Melkweg ging. Vervolgens splitste hij deze cirkel in meer dan 600 regio's en telde of schatte het aantal sterren in elk.

Met deze eenvoudige techniek produceerden de Herschels de eerste vormschatting voor de Melkweg. Fast-forward naar de 21e eeuw en nu gebruiken onderzoekers sterrentellingen om te zoeken naar verborgen sterrenhopen en satellietstelsels. Ze zoeken naar regio's waar de dichtheid van sterren hoger wordt dan verwacht. Deze patches worden stellaire over-dichtheden genoemd.

In 1785, Herschels cirkelvormige baan passeerde dicht bij de helderste ster aan de nachtelijke hemel Sirius. Nutsvoorzieningen, wetenschappers die de eerste gegevens van het ESA-ruimtevaartuig Gaia ontginnen, hebben dat specifieke deel van de lucht opnieuw bezocht en een opmerkelijke ontdekking gedaan.

Ze hebben een grote sterrenhoop onthuld die meer dan anderhalve eeuw geleden ontdekt had kunnen worden als het niet zo dicht bij Sirius was geweest.

De cluster werd opgemerkt door Sergey E. Koposov, toen aan de Universiteit van Cambridge (VK) en nu aan de Carnegie Mellon University Pennsylvania (VS), en zijn collega's. Ze hebben het afgelopen decennium in verschillende onderzoeken naar sterrenhopen en satellietstelsels gezocht. Het was logisch dat ze dit deden met de eerste gegevensrelease van de Gaia-missie.

Gaia is de astrometrische missie van de European Space Agency. Posities verzamelen, helderheidswaarden en aanvullende informatie voor meer dan een miljard lichtbronnen, de gegevens laten niets minder toe dan de meest nauwkeurige 'sterrenmeting' ooit.

Tegenwoordig wordt de moeizame taak van het tellen van de sterren gedaan door computers, maar de resultaten moeten nog steeds door mensen worden onderzocht. Koposov was de lijst met overdichtheden aan het doorzoeken toen hij de enorme cluster zag. In eerste instantie leek het te mooi om waar te zijn.

"Ik dacht dat het een artefact moest zijn gerelateerd aan Sirius, " zegt hij. Heldere sterren kunnen valse signalen creëren, zogenaamde artefacten, dat astronomen moeten oppassen dat ze niet voor sterren worden aangezien. Een vroege krant van het Gaia-team had zelfs gesproken over artefacten rond Sirius die een nabijgelegen stuk lucht gebruikten dat waar Koposov naar keek.

Hoewel hij verder ging en een andere overdichtheid vond die er veelbelovend uitzag, zijn geest wilde steeds terugkeren naar de eerste. "Ik dacht, 'Dat is raar, we zouden niet zoveel artefacten van Sirius moeten hebben.' Dus ik ging er weer naar kijken. En ik realiseerde me dat het ook een echt object was, " hij zegt.

Deze twee objecten kregen de naam:Gaia 1 voor het object in de buurt van Sirius, en Gaia 2, die zich dicht bij het vlak van onze Melkweg bevindt, en beide werden naar behoren gepubliceerd. Vooral Gaia 1 bevat genoeg massa om een ​​paar duizend sterren zoals de zon te maken, bevindt zich op 15 duizend lichtjaar afstand, en verspreid over 30 lichtjaar. Dit betekent dat het een enorme sterrenhoop is.

Verzamelingen van sterren zoals Gaia 1 worden open sterrenhopen genoemd. Het zijn families van sterren die zich allemaal samen vormen en zich dan geleidelijk over de Melkweg verspreiden. Onze eigen zon is zeer waarschijnlijk gevormd in een open cluster. Dergelijke assemblages kunnen ons vertellen over de stervormingsgeschiedenis van onze Melkweg. Het vinden van een nieuwe die gemakkelijk kan worden bestudeerd, loont al.

"De leeftijd is van groot belang, " zegt Jeffrey Simpson, Australisch astronomisch observatorium, die vervolgobservaties met collega's uitvoerde met behulp van de 4-meter-klasse Anglo-Australische telescoop bij Siding Springs Observatory, Australië.

41 leden van de cluster identificeren, Simpson en collega's ontdekten dat Gaia 1 op minstens twee manieren ongebruikelijk is. Ten eerste, het is ongeveer 3 miljard jaar oud. Dit is vreemd omdat er niet veel clusters van deze leeftijd in de Melkweg zijn.

Meestal zijn clusters ofwel jonger dan een paar honderd miljoen jaar – dit zijn de open sterrenhopen – of ouder dan 10 miljard jaar – dit zijn een aparte klasse die bolvormige sterrenhopen worden genoemd, die worden gevonden buiten het grootste deel van de sterren in onze Melkweg. Van middelbare leeftijd zijn, Gaia 1 kan een belangrijke brug vormen in ons begrip tussen de twee populaties.

Ten tweede, zijn baan door de melkweg is ongebruikelijk. De meeste open clusters liggen dicht bij het vlak van de Melkweg, maar Simpson ontdekte dat Gaia 1 er hoog boven vliegt voordat hij naar beneden duikt en eronderdoor gaat. "Het kan wel een kiloparsec (meer dan 3000 lichtjaar) boven en onder het vliegtuig gaan, "zegt hij. Ongeveer 90% van de clusters gaat nooit verder dan een derde van deze afstand.

Simulaties van clusters met banen zoals Gaia 1 vinden dat ze worden ontdaan van sterren en verspreid door deze 'vliegtuigpassages' met hoge snelheid. Dat staat haaks op de leeftijdsschatting.

"Onze bevinding dat Gaia 1 drie miljard jaar oud is, is merkwaardig, omdat de modellen zouden betekenen dat hij niet zo lang zal overleven. Er is meer onderzoek nodig om te proberen dit met elkaar te verzoenen, ' zegt Simpson.

Om een ​​mogelijke verklaring te testen, Alessio Mucciarelli, Universita' degli Studi di Bologna, Italië en collega's hebben de chemische samenstelling van Gaia 1 onderzocht. Zo'n onderzoek heeft de mogelijkheid om te zien of het cluster buiten de Melkweg is gevormd en is betrapt op het vallen.

"De chemische samenstelling van de sterren kan worden beschouwd als een 'genetische' handtekening van hun oorsprong. Als zich een stellaire cluster vormt in een ander sterrenstelsel, zijn chemische samenstelling zal anders zijn dan die van onze Melkweg, ' zegt Mucciarelli.

Ze ontdekten dat de composities praktisch identiek waren aan de composities die werden verwacht als Gaia 1 zich in de Melkweg zou vormen - dus de puzzel blijft.

Nu hoopt Mucciarelli dat de discrepantie misschien verdwijnt wanneer Gaia meer gegevens vrijgeeft. "Zelfs als de orbitale parameters een eigenaardige baan lijken te suggereren, hun onzekerheden zijn groot genoeg om een ​​harde conclusie te voorkomen. Nauwkeuriger orbitale parameters zullen worden verkregen met de tweede Gaia-gegevensrelease en we zullen beter begrijpen of de baan van Gaia 1 eigenaardig is of niet, " hij zegt.

Naast het vinden van nieuwe clusters, de Gaia-gegevens blijken nuttig om de realiteit van eerder gerapporteerde associaties van sterren te controleren. "Met behulp van Gaia-gegevens kan ik sterren zien die dezelfde beweging delen. Dus ik kan bevestigen welke echte open sterrenhopen vormen, " zegt Andrés E. Piatti, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnicas, Argentinië.

Hij publiceerde onlangs een studie waaruit bleek dat tien van de vijftien eerder gepubliceerde open sterrenhopen helemaal geen sterrenhopen waren. het waren slechts statistische toevalstreffers waarbij veel niet-verwante sterren toevallig in verschillende richtingen door hetzelfde gebied van de ruimte gingen.

Het is arbeidsintensief maar essentieel werk. "Niemand wil zijn leven hieraan besteden, " zegt Piatti, "Maar het is nodig. Als we de werkelijke omvang van de clusterpopulatie kunnen bepalen, kunnen we veel leren over de processen die de Melkweg tijdens zijn leven heeft ondergaan."

In de astronomie, de meest bekende lijst van sterrenhopen, nevels en sterrenstelsels is samengesteld door astronoom en kometenjager, Charles Messier, in de 18e eeuw. Zich niet bewust van het belang van deze objecten, hij ontwierp zijn catalogus om een ​​einde te maken aan de frustratie die hij en andere astronomen voelden toen ze een van deze 'deep-sky-objecten' aanzagen voor een nabije komeet.

Die originele catalogus bevatte 110 objecten. Als de schittering van Sirius het zicht niet verdoezelde, Gaia 1 zou helder en duidelijk genoeg zijn geweest om ook op die lijst te staan. En er is alle reden om te denken dat er nog meer zullen volgen, dankzij Gaia.

De volgende gegevensrelease zal nauwkeurige eigenbewegingen en afstanden geven aan een ongekend aantal sterren, die kan worden gebruikt om op een efficiëntere manier sterrenhopen te vinden die te diep in het sterrenveld zijn begraven of die te diffuus of te ver weg waren om eerder gezien te worden.

Er is altijd de mogelijkheid om ook iets totaal nieuws te vinden. "Ik hoop dat we met de volgende gegevensrelease ook enkele nieuwe klassen objecten kunnen vinden, ' zegt Simpson.

Voor de astronomen die klaar zijn om de Gaia-gegevens te verkennen, het avontuur is nog maar net begonnen. Gaia's tweede gegevensrelease is gepland voor april 2018. Daaropvolgende gegevensreleases zijn gepland voor 2020 en 2022.