Missão espacial Gaia: onde estão, como são e como dançam as estrelas

Ramachrisna Teixeira

Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas – USP
Gaia Data Processing and Analysis Consortium - DPAC

25 de Abril de 2018 é um dia histórico para a Astronomia e marca o início de uma nova era dessa ciência, cuja base sempre foi as observações dos astros. Hoje, foi publicado o segundo, de quatro, e mais importante “release” de dados observacionais da missão espacial Gaia.

As grandezas observacionais sobre as quais repousa o conhecimento do Sistema Solar, da Galáxia e do Universo em geral, foram finalmente, abundantemente medidas e com precisões inimagináveis. A missão espacial Gaia colocou em nossas mãos neste 25 de abril, dados observacionais em quantidade e com qualidade com as quais até bem pouco tempo, nem sonhávamos. Entre eles, a grandeza mais fundamental de toda a Astronomia, a paralaxe estelar (ângulo π na Figura ao lado), de mais de um bilhão de estrelas, passo essencial para dizer onde se encontram, como são e como dançam, iniciando assim, uma nova era no estudo do Universo.


Não se trata de uma nova descoberta, mas sim de uma base de dados sem precedentes sobre a qual repousará o conhecimento astronômico nos próximos 40-50 anos. A missão espacial Gaia foi concebida, construída e operada pela “European Spatial Agency” (ESA) enquanto que os dados estão sob responsabilidade do ”Gaia Data Processing and Analysis Consortium” (DPAC) que congrega em torno de 400 cientistas, principalmente europeus, além de engenheiros e técnicos. Esse segundo “release” de dados baseia-se em 22 meses de observação, de 25/07/2014 a 23/05/2016.

O satélite Gaia, lançado em dezembro de 2013 a partir da Guiana Francesa, encontra- se orbitando o Sol a aproximadamente um milhão e quinhentos mil Km da Terra, “atrás da Terra em relação ao Sol”, em um ponto conhecido como ponto de Lagrange 2 ou simplesmente, L2. Desde o início das observações, o satélite vem varrendo o céu com seus dois telescópios dotados de espelhos retangulares de 1,45m x 0,5m, separados por um ângulo extremamente estável. Nessa varredura, mede o brilho e a posição de mais de um bilhão e meio de estrelas, objetos do Sistema Solar, conhecidos ou não, galáxias e quasares.

A altíssima e inédita precisão dos dados do Gaia deve-se ao fato de estarmos realizando medidas fora da atmosfera, à extrema estabilidade do ângulo que separa os dois espelhos e ao seu sistema de detecção composto por um mosaico de 106 “chips” CCD, a maioria deles dedicado à medida de posição, de altíssima resolução.

A imagem ao lado foi construída com base nos dados do satélite Gaia que acabam de ser divulgados. Não se trata de uma concepção artística. Trata-se do mapa mais preciso da Via Láctea construído até hoje. Para os pontos que vemos nesse mapa o satélite Gaia nos dá suas posições, distâncias, brilhos, cores e movimentos, ou seja, nos diz onde estão, como são e como dançam.A imagem ao lado foi construída com base nos dados do satélite Gaia que acabam de ser divulgados. Não se trata de uma concepção artística. Trata-se do mapa mais preciso da Via Láctea construído até hoje. Para os pontos que vemos nesse mapa o satélite Gaia nos dá suas posições, distâncias, brilhos, cores e movimentos, ou seja, nos diz onde estão, como são e como dançam.

Desde a publicação desse segundo “release”, cientistas do mundo todo estão mergulhados nesse oceano de dados confirmando, revendo e refinando o conhecimento que temos do Universo, agora com uma base sólida, abundante e confiável em suas mãos, graças à missão espacial Gaia. A história da Via Láctea: como é, como se formou e como evolui, começa a ser contada agora, nos mínimos detalhes. A Figura ao lado nos dá um panorama do conteúdo estelar do catálogo Gaia.

 

Resumo do conteúdo do segundo “release” do Gaia:

  • posições e brilhos aparentes (magnitude G) de aproximadamente 1,7 bilhões de estrelas. (precisões de 40 microarcsec a 1 miliarcsec e 1 a 20 milimag.
  • posições, brilhos aparentes nos filtros azul e vermelho, paralaxes e movimento próprios de 1,3 bilhões de estrelas.
  • classificação de 500 mil estrelas como variáveis, com a caracterização da curva de luz e definição do tipo para 70% delas.
  • velocidades radiais para mais de 7 milhões de estrelas (precisões de 200 a 2000m/s).
  • temperaturas efetivas para aproximadamente 160 milhões de estrelas.
  • cor, raio e luminosidade são fornecidos para algo em torno de 80 milhões de estrelas.
  • posições e brilhos de pouco mais de 14 mil asteroides, maioria já conhecida.
  • posições e magnitude G de mais 500 milhões de quasares.
  • 120 mil