Karta v treh razsežnostih (3D) prikazuje 1,7 milijarde zvezd in oblake, ki pripadajo naši okolici znotraj Galaksije Rimske ceste. Izdelali so jo na podlagi podatkov vesoljskega teleskopa Gaia Evropske vesoljske agencije. Trdo znanstveno delo je pri tem opravila mednarodna skupina 450 znanstvenikov, tudi slovenskih. Karta ni le vizualna poslastica - 3D-ponazoritve so dnu novice - temveč tudi ogromen katalog podatkov, ki izziva revolucijo v astronomiji.

Še vedno delujoči teleskop okolico opazuje dobra štiri leta, tokrat izdani katalog podatkov pa zajema prvih 22 mesecev delovanja. Izidi so objavljeni v seriji znanstvenih člankov v publikaciji Astronomy and Astrophysics.

"Opazovanja Gaie preoblikujejo same temelje astronomije," je dejal Günther Hasinger, Esin direktor za znanost.
Gaia je za vsako tarčno zvezdo izmerila položaj, svetlost, barvo in spreminjanje vseh teh lastnosti skozi čas. Za omejeno podmnožico tarč ji je uspelo določiti tudi temperaturo površja, premikanje po nebu in učinek medzvezdnega prahu nanjo. Te podatke bodo za nadaljnje raziskave uporabljali še dolgo in široko skozi znanosti vesolja.

Ugodne razmere za opazovanja
Gaia je bila na raketi Sojuz izstreljena decembra 2013 z izstrelišča Kourou v Francoski Gvajani, a ne v bližnjo orbito okoli Zemlje, temveč daleč stran, na Lagrangeevo točko 2, ki je 1,5 milijona kilometrov stran od Zemlje. Lagrangeeve točke ima vsak težnostno povezan sistem treh teles v vesolju, točka L2 pa pomeni, da so vsi trije vedno na isti premici. Telo na L2 je vedno na enem koncu premice. Kaj to pomeni za sistem Sonce-Zemlja-Gaia? Da je Gaia vedno v delni senci, saj je Zemlja na sredini in mu do neke mere zastira Sonce. S tem so pogoji za opazovanje nekoliko izboljšani, pa tudi gibanje je nekoliko stabilizirano.

Gaia lahko s te ugodne točke praktično nemoteno opazuje vse smeri ves čas. Tega denimo Hubble ne more početi, saj je na približno 600 kilometrih nadmorske višine, planet pa mu zakriva lep del obzorja.

Na minuto izmeri lastnosti približno 100.000 zvezd in v dveh mesecih premeri celotno nebo. Ker se skozi leta vedno znova in znova vrača k istim zvezdam, ponovljene meritve nekaj povedo tudi o tem, kam te potujejo, skozi rahle spremembe v položaju.

Prvi paket meritev je bil na svetlo dan leta 2016. Vseboval je podatke o kar milijardi zvezd, od tega 400.000 milijonov novoodkritih. Novi paket jih vsebuje 700.000 milijonov več, predvsem pa so z višjo stopnjo gotovosti izmerjene njihove lastnosti.
"Za nekaj najsvetlejših zvezd v raziskavi lahko natančnost merjenja primerjamo s tem, da bi z Zemlje videli kovanec na površju Meseca," piše v sporočilu za javnost. S takšno natančnostjo lahko astronomi ločijo dva pojava, ki sta sicer medsebojno zabrisana: paralaksa in dejansko gibanje zvezde. Paralaksa je pojav, ko videni objekt vidimo nekoliko drugače zaradi premikanja naše zorne točke. Primer: ko Zemlja potuje okoli Sonca, je ciljna zvezda zaradi tega na nebu nekoliko premaknjena, če jo gledamo poleti ali pozimi.

Za 1,3 milijarde zvezd so izmerili paralakso in gibanje po nebu. Za 10 odstotkov od te količine so bile meritve tako kakovostne, da so pripeljale tudi do dokaj točnega izračuna razdalje.

Gaia seveda ne opazuje vseh zvezd Galaksije. Teh je po različnih ocenah od 100 do 300 milijard, Gaia pa zajema približno odstotni vzorec. Osredinja se na določen tip zvezd z dovolj visoko vidno svetlostjo.

Kolateralne dobrine
Stranski učinek dobre merilne naprave je, da opazi tudi kaj drugega od načrtovanih tarč. Tako je Gaia izmerila še položaje 14.000 asteroidov, s čimer bodo precizneje naračunali njih orbite in ugotovili, kateri izmed njih bi lahko postal nevaren Zemlji. Opazovala je tudi objekte zunaj domače galaksije. Tako je nekaj časa posvetila tudi oddaljenim kvazarjem, izjemno svetlim galaksijam, ki močno sevajo zaradi aktivnosti supermasivnih črnih lukenj v sredini.

Galaktična arheologija
Čas bo pokazal, kaj vse je Gaia odkrila. Esa je namreč objavila katalog meritev, zdaj pa morajo v bogastvo podatkov zakopati druge skupine znanstvenikov in jih interpretirati.

Eno izmed zanimivih smeri so že nakazali: sestavljanje Hertzsprung-Russllovega diagrama. To je kazalnik, ki primerja absolutno svetlost zvezde z njeno barvo. S pomočjo Gaie so sestavili novo različico, ki zajema štiri milijone zvezd do 5.000 svetlobnih let oddaljenosti od Sonca, in tako dobili boljšo sliko okolice. Zvezde so namreč medsebojno zelo različne, vse od nekaj desetkilometrskih in zelo gostih kroglic, do s Saturnom primerljivih pritlikavk, pa do pošasti, ki bi požrle pol Osončja, in seznam vseh nadaljnjih spremenljivk je predolg za naštevanje. Novi diagram je viden v galeriji desno. Za to podmnožico so nadalje izračunali gibanje v vseh treh smereh (dejansko gibanje). Na tej podlagi lahko sklepajo na pretekle položaje, se torej gredo neke vrste galaktično arheologijo, pa tudi napovedo prihodnost.

Podobne informacije so nadalje pridobili iz 75 kroglastih zvezdnih kopic in 12 pritlikavih meglenic, ki so satelitske naši.
Med znanstveniki, ki so sodelovali pri projektu, sta tudi Tomaž Zwitter in Andreja Gomboc.

Sorodna pregleda
Esa z Gaio nadaljuje svojo tradicijo. Svoj prvi poskus 3D-kataloga zvezd je izvedla med letoma 1989 in 1993, ko je bližnjo in daljno soseščino preverjal Hipparcos. Z visoko natančnostjo je popisal 118.218 zvezd, z nižjo pa dober milijon.
Pred dvema letoma je bil končan podoben projekt. Kopni teleskop je naredil veliki pregled oblakov Galaksije, a ne v vidni svetlobi, temveč v nekaterih drugih izsekih elektromagnetnega valovanja.

Gledanje skozi motno močvaro
Opazovanje Galaksije je težavno, ker smo v njej. Ne moremo se od nje oddaljiti in je videti s ptičje perspektive, temveč smo potopljeni v moten ribnik v obliki diska, zato marsičesa ne moremo videti in zato lahko le sklepamo, kako velika in številčna je domača meglenica. Vsekakor je le del širše strukture, ki jo deloma zastira. Med drugim središče Galaksije z ogromno črno luknjo (ali celo več njih) zakriva tudi pogled na precej širši dom, megastrukturo iz okoli 100.000 galaksij, ki je (sicer ne najširše sprejeto) poimenovana Laniakea. Vsi objekti v njej potujejo proti področju, imenovanem Veliki privlačevalec, in središče Rimske ceste je ravno med nami in tem skupnim gravitacijskim ciljem. Vse skupaj pa je del velike kozmične mreže, ki skupaj s temno snovjo najbrž povezuje vse obstoječe.
Video 1: Frekvenca X na temo Gaie s Tomažem Zwittrom in Anthonyjem Brownom, vodjo podatkovnega konzorcija

3D-vizualizacija. Priporočamo ogled v najvišji ločljivosti in v celozaslonskem načinu.

Video 3: Vizualizacija na primeru kopice Hijade

Video 4: Primerjava med prvim in drugim paketom podatkov

Video 5 : Paralaksa in pravo gibanje

Video 6: Gaia je opazovala tudi 14.000 asteroidov

Video 7: Gibanje satelitskih galaksij naši in sosednjih zvezdnih kopic