Visione artistica del satellite Gaia. Crediti: ESA/ATG medialab; background image: ESO/S. Brunier
Il lancio del satellite Gaia. Crediti: ESA - S. Corvaja, 2013

Il 19 dicembre 2013 il satellite Gaia dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) è stato lanciato dalla rampa di Kourou, nella Guyana Francese, alla volta della sua orbita finale posta a circa 1.5 milioni di chilometri dalla Terra. Da quella posizione, grazie alla sua innovativa strumentazione, Gaia sta creando una mappa tridimensionale eccezionalmente accurata della nostra Galassia e dei suoi dintorni, misurando moti, luminosità, temperature e composizione chimica di quasi 2 miliardi di oggetti. Dopo 10 anni di attività e 3 cataloghi pubblicati, Gaia ha prodotto la più omogena ed estesa survey mai compilata, che costituisce la base di dati per migliaia di articoli scientifici (circa 8300 ad oggi). Il più recente rilascio di dati (DR3, Data Release 3), nel dicembre 2020 e giugno 2022, è basato su 34 mesi di osservazioni, da luglio 2014 a maggio 2017.

L’INAF-Osservatorio Astronomico d’Abruzzo (OAAb) è da anni coinvolto nel consorzio scientifico-tecnologico (DPAC) il cui scopo è la realizzazione dell’infrastruttura necessaria per l’analisi dei dati inviati da Gaia. Alcuni ricercatori dell’OAAb collaborano allo sviluppo di algoritmi e procedure per l’analisi delle immagini spettrofotometriche dei campi stellari densi - come gli ammassi stellari e il nucleo della Via Lattea - in collaborazione con prestigiosi istituti di ricerca nazionali ed internazionali.

Lo studio della struttura, dell’evoluzione e della formazione della nostra galassia è sicuramente uno dei campi di ricerca su cui i dati di Gaia hanno avuto il maggiore impatto, segnando un vero ‘Rinascimento’ negli studi galattici.  La scoperta di un gruppo di circa 30000 stelle che si muovono in modo sincrono in direzione opposta al resto del campione di circa 7 milioni di stelle, ha, ad esempio, dimostrato che esse appartengono ad una diversa popolazione stellare, cioè ad un’altra galassia, la cosiddetta Gaia-Encelado, con cui la Via Lattea si scontrò circa 10 miliardi di anni fa.

Questa mappa del cielo mostra le velocità di 26 milioni di stelle della Via Lattea. I colori indicano le velocità radiali delle stelle lungo la linea di vista: il blu mostra dove il moto medio delle stelle è in avvicinamento verso di noi; il rosso dove è in allontanamento. Le linee visibili tracciano il moto delle stelle proiettato sul cielo, il cosiddetto ‘moto proprio’. Si può notare come la velocità delle stelle varia con la latitudine e longitudine galattica. Crediti: ESA/Gaia/DPAC - CC BY-SA 3.0 IGO. Ringraziamenti: ESA/Gaia/DPAC/CU6, O.N. Snaith, P. Di Matteo, P. Sartoretti, N. Leclerc, D. Katz and the CU6 team.

Inoltre, le interazioni tra la Via Lattea e la vicina galassia Sagittario sono state tracciate in dettaglio dai dati di Gaia, dimostrando, oltre al fatto che la Via Lattea cannibalizzò stelle da questa compagna meno massiccia, che successivi passaggi di Sagittario causarono un incremento nella formazione stellare nella Via Lattea e una deformazione della parte esterna del suo disco nota come ‘warp’.

Le misure di distanza di Gaia hanno permesso di identificare aree più densamente popolate di stelle nel disco galattico a distanze tra 10 e 13 mila anni-luce e, confrontandole con la posizione dei bracci di spirale, hanno reso così evidenti 4 di queste strutture, con il Sole localizzato in uno dei bracci minori, il braccio di Orione a circa 26mila anni-luce dal centro galattico.
Le accurate misure raccolte da Gaia di posizioni e di moti di miliardi di stelle, hanno dato indizi essenziali su oggetti che influenzano gravitazionalmente i movimenti di queste stelle, scoprendo sistemi stellari multipli o anche oggetti elusivi come pianeti extra-solari e buchi neri.

Questi sono solo alcuni degli esempi del contributo rivoluzionario che il satellite Gaia ha portato ad innumerevoli campi di ricerca, dalle stelle variabili, ai corpi minori del sistema solare, dai quasars agli ammassi stellari. Con la pubblicazione dei futuri cataloghi si aggiungeranno ulteriori importanti informazioni facendo di questa missione una pietra miliare nel progresso della nostra conoscenza dell’Universo.

 
Al seguente link alcuni approfondimenti, in inglese, sui risultati dell’ultimo rilascio di dati di Gaia (DR3): https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/dr3-stories

 

Attraverso la misura precisa delle posizioni delle stelle e della loro luce, Gaia ci rivela anche qualcosa sullo spazio tra le stelle: esso non è vuoto, ma contiene polvere e gas, da cui le stelle stesse sono nate. Questa mappa mostra la polvere interstellare che riempie la Via Lattea. Le regioni in nero al centro del piano galattico sono ricche di polveri e sfumano verso il giallo man mano che l’assorbimento diminuisce. Crediti: ESA/Gaia/DPAC - CC BY-SA 3.0 IGO. Ringraziamenti: Created by T.E.Dharmawardena, Gaia group@MPIA
Mappa chimica della Via Lattea disegnata da un campione di stelle estratto dal catalogo DR3. I colori indicano la metallicità stellare: le stelle più rosse sono quelle più ricche di metalli, in astronomia tutti gli elementi più pesanti dell’elio. Si può notare come le stelle più vicine al piano della nostra galassia sono più ricche di metalli rispetto a quelle a grandi distanze. Crediti: Gaia Data Release 3: Chemical cartography of the Milky Way by Gaia Collaboration et al. 2022. CC BY-SA 3.0 IGO.