Ruimtetelescoop Gaia toont meest gedetailleerde kaart van onze Melkweg tot nu toe

Al sinds 2014 brengt de Gaia-satelliet de hemel in kaart. Hiermee tracht ESA om beter te begrijpen hoe ons eigen sterrenstelsel in elkaar zit en hoe miljarden jaren van evolutie dit teweeg hebben gebracht. Al deze informatie gebruiken de wetenschappers om de meest nauwkeurige en complete multidimensionale kaart van de Melkweg mee samen te stellen.

De verzameling van gegevens, dataset nummer 3, die het ruimtevaartagentschap vandaag vrijgaf bevat nieuwe en verbeterde informatie over bijna 2 miljard sterren. Onder andere over hun chemische samenstelling, temperatuur, kleur, massa, leeftijd ... Maar evengoed over met welke snelheid zo’n 33 miljoen sterren naar ons toe of van ons weg bewegen. Wetenschappers ontdekten heel wat van deze nieuwe gegevens door het sterrenlicht op te splitsen zoals de kleuren in een regenboog. In 2016 en 2018 werden de vorige twee datasets vrijgegeven met daarin vooral informatie over de posities, afstanden, bewegingen langs de hemel, en kleuren van sterren. Maar Gaia keek niet enkel naar de sterren die rondzweven in ons eigen sterrenstelsel. De ruimtetelescoop levert ook de grootste catalogus tot nu toe van dubbelsterren (2 sterren die om elkaar heen bewegen), duizenden planetoïden en planeetmanen, en object ver buiten onze Melkweg waaronder miljoenen andere sterrenstelsel. 

Lees verder onder de afbeelding.

Eén van de meest verrassende ontdekkingen van Gaia is dat het observatorium in staat is om sterbevingen te detecteren. Want oorspronkelijk was Gaia hier niet voor gebouwd. Die sterbevingen zijn minuscule bewegingen aan het oppervlak van een ster die wat weg hebben van tsunami’s en de vorm van een ster veranderen. Hierdoor zijn ze moeilijker waar te nemen. Gaia vond sterke sterbevingen bij duizenden sterren, ook bij de sterren die er maar zelden één hadden. 

“Sterbevingen leren ons veel over sterren, met name over wat er binnenin allemaal gebeurt. Gaia opent een goudmijn voor de ‘asteroseismologie’ van massieve sterren,” zegt Conny Aerts van de KU Leuven in België, die deel uitmaakt van de Gaia Collaboration. Eerder ontdekte Gaia trouwens al dat sterren wel eens zwellen en krimpen, maar daarbij hun vorm blijven behouden. 

Waar sterren van gemaakt zijn leert ons iets over hun ontstaansplek en hun reis daarna, en dus over de geschiedenis van de Melkweg. De chemische samenstelling van een ster is een beetje zijn DNA. Het geeft wetenschappers cruciale informatie over de oorsprong ervan. 

Zo bevatten sommige sterren bijvoorbeeld meer “zware metalen” dan andere. Tijdens de oerknal werden alleen lichte elementen gevormd (waterstof en helium). Alle andere zwaardere elementen – door astronomen metalen genoemd – vormen zich binnenin de sterren. Sterft een ster, dan komen deze metalen vrij en belanden ze in al het gas en stof tussen de sterren waaruit nieuwe sterren ontstaan. Veel geboortes en overlijdens van sterren zorgt dus voor een omgeving rijk aan metalen. 

Lees verder onder de afbeelding.

Dankzij Gaia weten we dat sommige sterren in ons sterrenstelsel zijn gemaakt van oermaterie (waterstof en helium), terwijl andere, zoals onze zon, gemaakt zijn van materie die is verrijkt door voorgaande generaties sterren. Hoe dichter bij het centrum en het vlak van onze Melkweg, hoe rijker de ster aan metalen. Meer nog, Gaia heeft op basis van hun chemische samenstelling ook sterren ontdekt die oorspronkelijk uit een ander sterrenstelsel kwamen.

“Ons melkwegstelsel is een prachtige smeltkroes van sterren,” zegt Alejandra Recio-Blanco van het Observatoire de la Côte d’Azur in Frankrijk. “Deze diversiteit is uiterst belangrijk, want ze vertelt ons het verhaal van de vorming van ons melkwegstelsel. Het laat ook duidelijk zien dat onze zon, en wij, allemaal deel uitmaken van een steeds veranderend systeem.” Gaia lever hiervoor het bewijs met de grootste chemische kaart van ons sterrenstelsel tot kleinere sterrenstelsels om ons heen.

Naast het vastleggen van het DNA en de bevingen van sterren heeft Gaia nog meer gezien tijdens haar speurtocht door onze hemel. Er zijn ook een nieuwe catalogi met meer dan 800.000 dubbelsterren en 156.000 planetoïden in ons zonnestelsel. Gaia levert ook informatie over 10 miljoen veranderlijke sterren, mysterieuze objecten tussen sterren, en over quasars en sterrenstelsels buiten onze eigen kosmische omgeving.

Lees verder onder de afbeelding.

“In tegenstelling tot andere missies die specifieke objecten bestuderen, is Gaia een ‘survey-missie’. Dat betekent dat Gaia, terwijl ze de hele hemel met miljarden sterren meerdere malen afspeurt, onvermijdelijk ontdekkingen zal doen die andere, meer specifieke missies zouden missen. Dit is een van de sterke punten, en we kunnen niet wachten tot de astronomische gemeenschap in onze nieuwe gegevens duikt en nog meer over ons sterrenstelsel en zijn omgeving te weten komt dan we ons hadden kunnen voorstellen,” zegt Timo Prusti, wetenschappelijke projectmedewerker voor Gaia bij ESA. 

Ook heel wat Belgische wetenschappers hielpen trouwens mee aan dit onderzoek. Hun gespecialiseerde expertise speelde een belangrijke rol bij het analyseren van de enorme hoeveelheid aan gegevens. Astronomen van de KU Leuven, de Koninklijke Sterrenwacht van België, de Université libre de Bruxelles, de Universiteit Antwerpen en de Université de Liège hebben allemaal aan dit werk bijgedragen. 

Met de waarnemingen van de Gaia-telescoop, heeft de Koninklijke Sterrenwacht van België (KSB) nauwkeurige banen kunnen berekenen voor zo’n 150.000 asteroïden in onze Melkweg. Op basis van die banen kan de positie van een asteroïde beter berekend worden en kunnen astronomen met meer zekerheid zeggen waar die de aarde zal passeren. 

Het valt soms voor dat zo’n asteroïde een ster bedekt, waardoor zijn schaduw vanop de aarde te zien is. Maar waar die schaduw precies zou komen, kon niemand met zekerheid voorspellen. Vaak zat er een speling van enkele honderden kilometers op. Doordat de KSB nu voor 150.000 asteroïden de baan heeft kunnen berekenen, wordt het voorspellen van zo’n bedekking veel nauwkeuriger. Hierdoor kan aan het publiek kenbaar gemaakt worden waar en wanneer een asteroïde een ster zal passeren en kunnen geïnteresseerden hun telescoop klaarzetten om het fenomeen te zien gebeuren. Voor astronomen zijn deze waarnemingen overigens erg nuttig. Als voldoende mensen het tijdstip van verdwijnen en terugkeren van de ster doorgeven, kunnen wetenschappers de fysieke eigenschappen van de asteroïde bepalen. 

Maar de vaststelling van de banen van asteroïden kan ook een hoger doel dienen. “Als ooit een asteroïde gevonden wordt op een ramkoers naar de aarde, zullen we zo beter in staat zijn om een strategie te bepalen om het gevaar af te wenden”, klinkt het bij het ESA en KSB.