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El nuevo lanzamiento de Gaia revela lentes raros, núcleos de cúmulos y ciencia imprevista

Hoy, la misión Gaia de la ESA libera una mina de oro de conocimiento sobre nuestra galaxia y más allá. Entre otros hallazgos, el estudio estelar supera su potencial planificado al revelar medio millón de estrellas nuevas y débiles en un cúmulo masivo, identificar más de 380 posibles lentes cósmicas y señalar las posiciones de más de 150.000 asteroides dentro del Sistema Solar.

La misión Gaia de exploración de estrellas de la ESA ha publicado un tesoro oculto de nuevos datos como parte de su "lanzamiento de producto enfocado". Como parte de esta publicación de datos, Gaia exploró Omega Centauri, el cúmulo globular más grande que se puede ver desde la Tierra y un gran ejemplo de un cúmulo "típico". La nueva y hermosa vista de Omega Centauri desde la nave espacial se muestra aquí tal como la visualiza Gaia Sky. Combina estrellas como se ve en Gaia Data Release 3 y a través de un nuevo modo Gaia implementado como parte de la nueva versión de datos. Se muestran estrellas con diferentes niveles de brillo, que van desde una magnitud justo por debajo del límite de visibilidad a simple vista hasta aquellas más de un millón de veces más débiles. El equipo ha revelado 526.587 estrellas que Gaia no había visto antes, detectando estrellas que se encuentran demasiado juntas para ser medidas en la tubería regular del telescopio y aquellas en el núcleo del cúmulo que son hasta 15 veces más débiles de lo visto anteriormente. Los nuevos datos revelan 10 veces más estrellas en Omega Centauri; Este nuevo conocimiento permitirá a los investigadores estudiar la estructura del cúmulo, cómo se distribuyen las estrellas que lo componen, cómo se mueven y más. Agradecimientos: Toni Sagristà, Stefan Jordan, Katja Weingrill, Alexey Mints, Tineke Roegiers. Créditos: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO

Gaia está mapeando nuestra galaxia y más allá con extraordinario detalle multidimensional, completando el censo estelar más preciso jamás realizado. La misión es pintar una imagen detallada de nuestro lugar en el Universo, permitiéndonos comprender mejor los diversos objetos que contiene.

El último 'lanzamiento de producto enfocado' de la misión se basa aún más en esto, proporcionando muchos conocimientos nuevos y mejorados sobre el espacio que nos rodea. El lanzamiento trae ciencia emocionante e inesperada: hallazgos que van mucho más allá de lo que Gaia fue diseñado inicialmente para descubrir y profundizar en nuestra historia cósmica.

Entonces, ¿qué hay de nuevo en Gaia?

Medio millón de nuevas estrellas: el modo de observación de Gaia se amplía para desbloquear los núcleos de los cúmulos

La tercera publicación de datos de Gaia  (DR3)  contenía datos sobre más de 1.800 millones de estrellas, generando una visión bastante completa de la Vía Láctea y más allá. Sin embargo, persistieron lagunas en nuestro mapeo. Gaia aún no había explorado completamente áreas del cielo que estaban especialmente densamente pobladas de estrellas, dejándolas comparativamente inexploradas y observando estrellas que brillaban menos que sus muchas vecinas.

Los cúmulos globulares  son un ejemplo clave de esto. Estos cúmulos son algunos de los objetos más antiguos del Universo, lo que los hace especialmente valiosos para los científicos que analizan nuestro pasado cósmico. Desafortunadamente, sus núcleos brillantes, repletos de estrellas, pueden abrumar a los telescopios que intentan obtener una visión clara. Como tales, siguen faltando piezas del rompecabezas de nuestros mapas del Universo.

Para tapar los huecos en nuestros mapas, Gaia seleccionó Omega Centauri, el cúmulo globular más grande que se puede ver desde la Tierra y un gran ejemplo de un cúmulo "típico". En lugar de centrarse simplemente en estrellas individuales, como lo haría normalmente, Gaia habilitó un modo especial para mapear realmente una porción más amplia de cielo que rodea el núcleo del cúmulo cada vez que éste aparecía a la vista.

Hoy, la misión Gaia de la ESA libera una mina de oro de conocimiento sobre nuestra galaxia y más allá en su "lanzamiento de producto enfocado". Entre otros hallazgos, el estudio estelar revela más de medio millón de estrellas débiles en un cúmulo masivo, estrellas que el telescopio no había visto antes. La tercera publicación de datos de Gaia (DR3) contenía datos sobre más de 1.800 millones de estrellas, generando una visión bastante completa de la Vía Láctea y más allá. Sin embargo, persistieron lagunas en nuestro mapeo. Gaia aún no había estudiado completamente áreas del cielo que estaban especialmente densamente pobladas de estrellas, dejándolas comparativamente inexploradas y observando estrellas que brillaban menos que sus muchas vecinas. Para tapar los huecos en nuestros mapas, Gaia seleccionó Omega Centauri, el cúmulo globular más grande que se puede ver desde la Tierra y un gran ejemplo de un cúmulo "típico". En lugar de centrarse simplemente en estrellas individuales como lo haría normalmente, Gaia habilitó un modo especial para mapear realmente una porción más amplia de cielo que rodea el núcleo del cúmulo cada vez que éste aparecía a la vista. El equipo reveló 526.587 nuevas estrellas Gaia sólo en este cúmulo, detectando estrellas que se encuentran demasiado juntas para ser medidas en la tubería regular del telescopio y aquellas en el núcleo del cúmulo que son hasta 15 veces más débiles de lo visto anteriormente. Los nuevos datos revelan 10 veces más estrellas en Omega Centauri; Este nuevo conocimiento permitirá a los investigadores estudiar la estructura del cúmulo, cómo se distribuyen las estrellas que lo componen, cómo se mueven y más, creando un mapa completo a gran escala de Omega Centauri. Gaia está explorando nueve regiones pobladas de esta manera, y se esperan los resultados completos en Gaia Data Release 4. La imagen de Omega Centauri en esta infografía, en el círculo insertado, muestra el cúmulo observado por Gaia. Dentro del cúmulo se ven estrellas de todos los brillos. Agradecimientos: Basado en el artículo "Lanzamiento de producto enfocado en Gaia: fuentes del análisis de imágenes de la función de interfaz de servicio: medio millón de nuevas fuentes en Omega Centauri" de Gaia Collaboration, K. Weingrill et al.; Imagen de Omega Centauri creada por Stefan Jordan y Toni Sagristà; Gráfico producido por ATG bajo contrato con la ESA. ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO

"En Omega Centauri, descubrimos más de medio millón de nuevas estrellas que Gaia no había visto antes, ¡de un solo cúmulo!" dice la autora principal Katja Weingrill del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP), Alemania, y miembro de la colaboración Gaia.

"No se trata sólo de tapar agujeros en nuestro mapeo, aunque esto es valioso en sí mismo", añade el coautor y miembro de Gaia Collaboration Alexey Mints, también del AIP. "Nuestros datos nos permitieron detectar estrellas que están demasiado juntas para ser medidas adecuadamente en el canal regular de Gaia. Con los nuevos datos podemos estudiar la estructura del cúmulo, cómo se distribuyen las estrellas que lo constituyen, cómo se mueven y más, creando "Un mapa completo a gran escala de Omega Centauri. Está utilizando Gaia en todo su potencial: hemos desplegado esta asombrosa herramienta cósmica a su máxima potencia".

Este hallazgo no sólo cumple sino que incluso supera el potencial planificado de Gaia. El equipo utilizó un modo de observación diseñado para garantizar que todos los instrumentos de Gaia funcionen sin problemas. "Nunca esperábamos utilizarlo con fines científicos, lo que hace que este resultado sea aún más interesante", añade Katja.

Las nuevas estrellas reveladas en Omega Centauri marcan una de las regiones más pobladas exploradas por Gaia hasta ahora.

Actualmente, Gaia está explorando ocho regiones más de esta manera, y los resultados se incluirán en  Gaia Data Release 4 . Estos datos ayudarán a los astrónomos a comprender realmente lo que está sucediendo dentro de estos bloques de construcción cósmicos, un paso crucial para los científicos que buscan confirmar la edad de nuestra galaxia, localizar su centro, determinar si ha pasado por colisiones pasadas y verificar cómo cambian las estrellas. a lo largo de sus vidas, limitan nuestros modelos de evolución galáctica y, en última instancia, infieren la posible edad del Universo mismo.

Buscando lentes: Gaia la cosmóloga accidental

Si bien Gaia no fue diseñada para la cosmología, sus nuevos hallazgos profundizan en el Universo distante, buscando objetos esquivos y emocionantes que contengan pistas sobre algunas de las preguntas más importantes de la humanidad sobre el cosmos: las lentes gravitacionales.

La lente gravitacional ocurre cuando la imagen de un objeto lejano se deforma por una masa perturbadora (una estrella o galaxia, por ejemplo) que se encuentra entre nosotros y el objeto. Esta masa intermedia actúa como una lupa o lente gigante que puede amplificar el brillo de la luz y proyectar múltiples imágenes de la fuente lejana en el cielo. Estas curiosas y raras configuraciones son visualmente intrigantes y tienen un inmenso valor científico, ya que revelan pistas únicas sobre los primeros días y los habitantes del Universo.

"Gaia es un verdadero buscador de lentes", dice la coautora Christine Ducourant del Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, Francia, y miembro de la colaboración Gaia. "Gracias a Gaia, hemos descubierto que algunos de los objetos que vemos no son simplemente estrellas, aunque se parezcan a ellas. En realidad, son quásares con lentes muy distantes: núcleos galácticos extremadamente brillantes y energéticos impulsados ​​por agujeros negros. Ahora presentamos 381 candidatos sólidos para cuásares con lentes, incluidos 50 que consideramos muy probables: una mina de oro para los cosmólogos y el mayor conjunto de candidatos jamás lanzados a la vez".

Hoy, la misión Gaia de la ESA libera una mina de oro de conocimiento sobre nuestra galaxia y más allá en su "lanzamiento de producto enfocado". Entre otros hallazgos, el explorador estelar identifica 381 posibles lentes cósmicas: objetos esquivos y emocionantes que contienen pistas sobre algunas de las preguntas más importantes de la humanidad sobre el cosmos. Los investigadores de Gaia descubrieron que algunos de los objetos que vemos en los cielos que nos rodean no son simplemente estrellas, aunque se parezcan a ellas. En realidad, son cuásares con lentes muy distantes: núcleos galácticos extremadamente brillantes y energéticos impulsados por agujeros negros. Los investigadores presentan 381 candidatos sólidos para quásares con lentes, incluidos 50 considerados muy probables: el mayor conjunto de candidatos jamás publicado a la vez. El equipo identificó a los candidatos entre una extensa lista de 3.760.032 posibles cuásares (incluidos los identificados como parte de Gaia DR3). Cinco de las posibles lentes son posibles cruces de Einstein, raros sistemas de lentes con cuatro componentes de imagen diferentes con forma de cruz. El gráfico superior izquierdo muestra el fenómeno de las lentes gravitacionales con un poco más de profundidad. Esto ocurre cuando la imagen de un objeto lejano se deforma por una masa perturbadora (una estrella o galaxia, por ejemplo) que se encuentra entre nosotros y el objeto. Esta masa intermedia actúa como una lupa o lente gigante que puede amplificar el brillo de la luz y proyectar múltiples imágenes de la fuente lejana en el cielo. Estas curiosas y raras configuraciones son visualmente intrigantes y tienen un inmenso valor científico, ya que revelan pistas únicas sobre los primeros días y los habitantes del Universo. Los seis sistemas de lentes que se muestran a la derecha fueron identificados en Gaia DR3 y mostrados como los ve el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) y PanSTARRS. Agradecimientos: Basado en el artículo “Gaia Focused Product Release: A catalog of sources around quasars to search for strong lensed quasars” de Gaia Collaboration, A. Krone-Martins et al.; Gráfico producido por ATG bajo contrato con la ESA. ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO

El equipo identificó a los candidatos entre una extensa lista de posibles cuásares (incluidos los de  Gaia DR3 ). Cinco de las posibles lentes son posibles cruces de Einstein, raros sistemas de lentes con cuatro componentes de imagen diferentes con forma de cruz. (Consulte  12 configuraciones de este tipo descubiertas por Gaia en 2021 ).

Encontrar cuásares con lentes es un desafío. Las imágenes que constituyen un sistema de lentes pueden agruparse en el cielo de manera engañosa, y la mayoría están muy lejos, lo que las hace débiles y difíciles de detectar.

"Lo mejor de Gaia es que mira en todas partes, por lo que podemos encontrar lentes sin necesidad de saber dónde buscar", añade el coautor Laurent Galluccio de la Université Côte d'Azur, Francia, y miembro de la colaboración Gaia. Con esta publicación de datos, Gaia es la primera misión que logra un estudio de lentes gravitacionales de todo el cielo en alta resolución".

Ampliar el valor de Gaia a la cosmología genera sinergia con  la misión Euclid de la ESA , lanzada recientemente en su búsqueda para explorar el Universo oscuro. Si bien ambos se centran en diferentes partes del cosmos (Euclid en el mapeo de miles de millones de galaxias, Gaia en el mapeo de miles de millones de estrellas), los quásares con lentes descubiertos por Gaia pueden usarse para guiar exploraciones futuras con Euclides.

Asteroides, luz estelar apilada y estrellas pulsantes

Otros artículos publicados hoy ofrecen más información sobre el espacio que nos rodea y los diversos y a veces misteriosos objetos que contiene.

Se revela más sobre 156.823 de los asteroides  identificados como parte de Gaia DR3 . El nuevo conjunto de datos señala las posiciones de estos cuerpos rocosos en casi el doble del período de tiempo anterior, lo que hace que la mayoría de sus órbitas (basadas únicamente en observaciones de Gaia) sean 20 veces más precisas. En el futuro, Gaia DR4 completará el conjunto e incluirá cometas, satélites planetarios y el doble de asteroides, mejorando nuestro conocimiento de los pequeños cuerpos en el espacio cercano.

La misión Gaia de exploración de estrellas de la ESA ha publicado un tesoro oculto de nuevos datos como parte de su "lanzamiento de producto enfocado". Uno de los nuevos artículos revela más sobre 156.823 de los asteroides identificados como parte de Gaia DR3, cuyas órbitas se muestran en esta imagen. El nuevo conjunto de datos señala las posiciones de estos cuerpos rocosos en casi el doble del período de tiempo anterior, lo que hace que la mayoría de sus órbitas (basadas únicamente en observaciones de Gaia) sean 20 veces más precisas. Esta imagen utiliza datos DR3 para mostrar las 156.823 órbitas de asteroides. Los círculos azules y amarillos más anchos del marco muestran órbitas planetarias, mientras que los innumerables y coloridos remolinos internos son asteroides. Toda la región central se encuentra dentro de la órbita de Júpiter (círculo azul). Ver más sobre estos asteroides Agradecimientos: Stefan Jordan, Toni Sagristà, Paolo Tanga; Gaia Sky (desarrollada por Toni Sagristà); Datos de Gaia DR3 (https://www.archives.esac.esa.int/gaia) ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO

Otro artículo mapea el disco de la Vía Láctea rastreando señales débiles vistas a la luz de las estrellas, débiles huellas del gas y el polvo que flota entre las estrellas. El equipo de Gaia apiló seis millones de espectros para estudiar estas señales, formando un conjunto de datos increíblemente grande de características débiles que nunca antes se habían medido en una muestra tan grande. Se espera que el conjunto de datos permita a los científicos delimitar finalmente la fuente de estas señales, que el equipo sospecha que son una molécula orgánica compleja. Saber más sobre el origen de esta señal nos ayuda a estudiar los complejos y entrelazados procesos físicos y químicos activos en toda nuestra galaxia, y a comprender más sobre el material que se encuentra entre las estrellas.

Por último, pero no menos importante, un artículo caracteriza la dinámica de 10.000 estrellas gigantes rojas binarias y pulsantes en, con diferencia, la mayor base de datos de este tipo disponible hasta la fecha. Estas estrellas formaron parte de un catálogo de dos millones de estrellas variables candidatas publicado en Gaia DR3, y son clave a la hora de calcular distancias cósmicas, confirmar características estelares y aclarar cómo evolucionan las estrellas en todo el cosmos. La nueva versión proporciona una mejor comprensión de cómo estas fascinantes estrellas cambian con el tiempo.

"Esta publicación de datos demuestra una vez más el valor amplio y fundamental de Gaia, incluso en temas para los que no fue diseñado inicialmente", dice Timo Prusti, científico del proyecto Gaia en la ESA.

"Aunque su objetivo principal es el de explorar estrellas, Gaia está explorando todo, desde los cuerpos rocosos del Sistema Solar hasta los quásares con múltiples imágenes que se encuentran a miles de millones de años luz de distancia, mucho más allá de los bordes de la Vía Láctea. La misión proporciona una verdadera visión única del Universo y los objetos que contiene, y realmente estamos aprovechando al máximo su amplia perspectiva de todo el cielo que nos rodea".

La misión Gaia de exploración de estrellas de la ESA ha publicado un tesoro oculto de nuevos datos como parte de su "lanzamiento de producto enfocado". Uno de los nuevos artículos caracteriza la dinámica de 10.000 estrellas gigantes rojas binarias y pulsantes en, con diferencia, la base de datos más grande de este tipo disponible hasta la fecha. Estas estrellas formaron parte de un catálogo de dos millones de estrellas variables candidatas publicado en Gaia DR3, y son clave a la hora de calcular distancias cósmicas, confirmar características estelares y aclarar cómo evolucionan las estrellas en todo el cosmos. La nueva versión proporciona una mejor comprensión de cómo estas fascinantes estrellas cambian con el tiempo. Cada símbolo en este mapa celeste indica la posición de una de las fuentes del catálogo. Cada una está codificada por colores según el tipo de variabilidad de la estrella vista por Gaia. Los símbolos rojos son variables de período largo (LPV) cuya variabilidad está impulsada por la pulsación de la estrella. Los puntos verdes muestran las llamadas estrellas de “período secundario largo” (LSP), cuya causa de variabilidad aún se debate, pero se cree que está relacionada con una nube de polvo que orbita alrededor de la estrella. Los símbolos azules son variables elipsoidales: gigantes rojas que forman parte de un sistema binario con un objeto compacto denso, y cuya forma se distorsiona hasta adoptar la forma de un huevo debido a la fuerte atracción gravitacional de este compañero. Cada fuente cambia su luminosidad aproximadamente periódicamente y tiene una velocidad de línea de visión variable medida por Gaia. Esto significa que la superficie estelar se acerca o se aleja cíclicamente de nosotros a medida que la estrella pulsa, o que la estrella misma se acerca o se aleja a medida que se mueve a lo largo de su órbita. Cuanto más oscuro es el tono y mayor el tamaño de cada símbolo, más cambia la velocidad de la estrella a lo largo de su ciclo. Agradecimientos: Michele Trabucchi, Nami Mowlavi y Thomas Lebzelter ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO

Los siguientes pasos 

La publicación de datos anterior de Gaia, Gaia DR3, se produjo el 13 de junio de 2022 . Fue el estudio más detallado de la Vía Láctea hasta la fecha y un tesoro escondido de datos sobre extraños 'terremotos de estrellas' , estrellas que se mueven asimétricamente , ADN estelar y más. Gaia DR3 contenía detalles nuevos y mejorados de casi dos mil millones de estrellas de la Vía Láctea e incluía los catálogos más grandes de estrellas binarias, miles de objetos del Sistema Solar y, más distantes y fuera de nuestra galaxia, millones de galaxias y quásares.

Se espera que la próxima publicación de datos de la misión, Gaia DR4, no sea antes de finales de 2025. Se basará tanto en Gaia DR3 como en esta versión provisional de producto enfocada para mejorar aún más nuestra comprensión de la Vía Láctea multidimensional. Refinará nuestro conocimiento de los colores, posiciones y movimientos de las estrellas; resolver sistemas estelares variables y múltiples; identificar y caracterizar cuásares y galaxias; enumerar candidatos a exoplanetas; y más.

Manténgase actualizado sobre los cronogramas de lanzamiento de Gaia aquí.

Enlaces de interés:

Artículos que comprenden el lanzamiento del producto centrado en Gaia: 

Para obtener más información, póngase en contacto:

Correo electrónico de relaciones con los medios de la ESA : media@esa.int

Publicado en ESA el 10 de octubre del 2023, enlace publicación.

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