Tähtitieteessä heitämme termin ”valovuosi” ympärille näennäisesti yhtä nopeasti kuin valo itse liikkuu. Tähteen parallaksi - sen pieni näkyvä muutos kerran vuodessa, joka johtuu liikkuvasta näkymästämme Maapallolla - kertoo etäisyytensä totuudenmukaisemmin kuin mikään muu menetelmä.
Läheisten tähden täsmälliset rinnakkaiset muodostavat koko kosmisen etäisyysportaan pohjan kauimpiin galakseihin. Se on ratkaiseva tiede, joka on tekemässä valtavan harppauksen eteenpäin. Euroopan avaruusjärjestön kauan odotettu Gaian observatorio - joka perustettiin 19. joulukuuta 2013 - on nyt valmis aloittamaan tiedeoperaationsa.
Gaian tavoitteena on luoda vielä tarkempi kartta Linnunradasta. Se tarkentaa miljardin tähden sijainnit 20: eenth voimakkuus - lähes yksi prosentti kaikista Linnunradan galaksin tähtiistä.
"Me analysoimme ... miljardia - ellei enempää - tähtiä astrometrian ja fotometrian avulla, mittaamalla kunkin tähden sijainti ja liike jopa 100 kertaa tarkemmin kuin Gaian edeltäjä Hipparcos ja paljon suurempi määrä tähtiä", sanoi Giuseppe Sarri. ESA: n Gaia-projektipäällikkö lehdistötiedotteessa.
Vaikka Gaian tavoite on harhaanjohtava, sitä ei voida tehdä maapallon kaukoputkista, joissa turbulenssi maan ilmakehästä on yksinkertaisesti liian korkea. Gaia ohittaa tämän ongelman olemalla maan ilmakehän yläpuolella. Se mittaa etäisyydet vähintään 25 mikrosekunnin tarkkuudella. Se on kuin mittaamalla hiuksen näennäinen leveys Chicagossa New Yorkin etäisyydeltä nähtynä.
Tätä varten Gaia skannaa toistuvasti taivaan ja havaitsee jokaisen sen miljardista tähdestä keskimäärin 70 kertaa viiden vuoden aikana. Se pyörii hitaasti kerran kuudessa tunnissa, pyyhkäisemällä kaksi teleskooppia taivaan poikki ja tarkentamalla niiden erillisistä kentistä tulevan valon suurimpaan avaruudessa koskaan lentämään digitaalikameraan, lähes miljardilla pikselillä.
Tähtien siirtyessä kameran poikki, kaikkien havaittujen tähtijen suhteelliset sijainnit mitataan. Ajan myötä rakennetaan täydellinen sijaintiverkko, josta lopulta saadaan erittäin tarkka 3D-kartta.
Gaia on nyt valmis aloittamaan viisivuotisen tiedevaiheensa, mutta se ei olisi tosi tiedeoperaatio ilman muutamaa odottamatonta pilkkaa.
Yksi varhain paljastunut ongelma oli veden jäätyminen joillakin optiikan osilla, mikä aiheutti väliaikaisen teleskooppien siirron vähentymisen. Vesi oli todennäköisesti loukussa avaruusaluksessa ennen laukaisua ja se nousi esiin tyhjiössä ollessaan. Kuumentamalla vaurioitunutta optiikkaa jään poistamiseksi ratkaistiin ongelma suurelta osin.
Toinen ongelma on Gaian kameraan pääsyn korkeampi ”hajavalon” taso kuin ennustettiin ennen laukaisua. Se näyttää olevan sekoitus auringon valoa, joka löytää tiensä Gaian 10 m: n halkaisijan omaavalla auringonsuojalla, ja valoa muista tähtitieteellisistä esineistä. Tämän vaikutuksen tulisi olla merkittävämpi havaittujen heikkojen tähtien kohdalla.
"Olemme kuitenkin optimoineet sisäisen ohjelmiston vähentääksemme niin paljon kuin mahdollista näiden korkeampien taustavalojen aiheuttamia vaikutuksia, ja olemme vakuuttuneita siitä, ettemme ole kaukana alkuperäisestä ja hieman konservatiivisesta arviomme tutkia 150 miljoonaa tähteä [ ] radiaalinopeuden spektrometri, suunnitellusti ”, Sarri sanoi.
Lopuksi, Gaia sisältää laserlaitteen, joka on suunniteltu mittaamaan kahden teleskoopin välinen etäisyyskulma. Tämä on tarpeen, jotta voidaan korjata odotetut jaksolliset vaihtelut, jotka johtuvat lämpömuutoksista Gaian pyöriessä. Vaikka järjestelmä toimii, havaitut variaatiot ovat odotettua suurempia, joten muutoksia pyritään mittaamaan tarkasti.
Käyttöönoton yhteydessä tehdyt testit ovat kuitenkin osoittaneet, että Gaian suorituskyky saattaa joissain tapauksissa olla odotettua parempi. Yhtäältä voi olla mahdollista laajentaa Gaian tavoittavuus tähtiin, jotka ovat jopa halvempia kuin 20th suuruusluokka, kun taas toisaalta ohjelmistomuutokset voivat antaa Gaialle mahdollisuuden mitata melkein kaikki taivaan kirkkaimpia tähtiä, jotka aikaisemmin eivät olleet liian kirkkaita sellaiselle herkälle järjestelmälle.
"Käyttöönottovaihe on ollut haastava, ja vaikka jotkin toimet ovat käynnissä, Gaia on kaiken kaikkiaan hyvässä kunnossa lupauksensa toteuttamiseksi - kaikki keskeiset tieteelliset tavoitteet ovat edelleen saavutettavissa, kuten toivotaan", kertoi Timo Prusti, ESA: n projektitutkija Gaia.
Voit seurata Gaian tehtävää ja tulevia tieteellisiä tuloksia omassa blogissaan.
