Gyöngyvér, János, Gyöngyi2019. október 23., szerda
Föld

Készül a Tejútrendszer háromdimenziós térképe

2016.09.21.Erdélyi Ilona
National Geographic Magyarország

A Gaia asztrometriai űrszonda 5 éves küldetése során minden eddiginél nagyobb pontossággal, több mint egymilliárd csillag helyzetét méri meg, hetvenszer.

Gaia űrszonda
Illusztráció: ESA/ATG medialab; ESO/S. Brunier

A magyar csillagászok részvételével futó program első tizenhat hónapjának adatai már hozzáférhetőek. Szabados László csillagász írása az mta.hu-n jelent meg.

A szonda műszerei több mint egymilliárd csillag helyzetét mérik meg minden korábbit felülmúló pontossággal, átlagosan 70 alkalommal a legalább 5 évig tartó misszió során.

Az így előálló, elképesztően nagy adathalmazból a szonda tudományos programjáért felelős konzorcium (magyar csillagászok részvételével) illetékes munkacsoportjának tagjai meghatározzák a mérési programban szereplő összes égitest térbeli helyzetét és mozgását is. A Gaia mérései alapján végül kirajzolódik saját galaxisunk, a Tejútrendszer háromdimenziós térképe. A most elérhetővé vált adatok igazolják, hogy a csillagászok jogosan tekintik a Gaia küldetését a jelenlegi évtized legkiemelkedőbb űrcsillagászati projektjének.

Ősi mérési elv csillagászati léptékben
A Gaia mérései a parallaxis elvén alapulnak, ami egyáltalán nem újdonság, hiszen az emberi térlátás alapját is ez az elv adja. Az elvet a gyakorlatban is könnyen kipróbálhatjuk: előbb az egyik, majd a másik szemünket becsukva kissé eltérő háttér előtt látjuk a kinyújtott mutatóujjunkat. A két szemünk pupillájának távolságából és az ujjunk irányának mért szögelmozdulásából nagyon egyszerűen kiszámítható, hogy milyen „messzire” nyújtottuk ki az ujjunkat. Ez lényegében a háromszögelés módszere, amelyet a geodéziában hétköznapi és tudományos célokra is kiterjedten alkalmaznak.

A Tejútrendszer átmérője nagyjából 100 000 fényév, ha pedig mutatóujjunk helyett ilyen irdatlan távolságban levő csillagok távolságát szeretnénk megmérni, a két mérés helyének (ami példánkban két szemünk volt), jóval távolabbra kell lennie egymástól – és még így is elképesztően pontos mérőműszerre van szükség, hogy érzékelni tudja a szögelmozdulást.

A légkör zavaró hatása (fénytörése) kizárja az ilyen pontos méréseket, ezért a kutatóknál eleve Földön kívüli eszköz, az űrtávcső jöhetett szóba. Így született meg a Gaia elődje, a Hipparcos űrszonda, mely 1989 és 1993 között végzett méréseket a Föld körül keringve. A legnagyobb szögelmozdulást így az űrszonda azon két helyzete között lehetett mérni, amikor bolygónk – és vele együtt a Hipparcos – Nap körüli pályájának egymással átellenes pontjain tartózkodott.

A Gaia eddigi észlelései során elkészült térkép, rajta a Tejútrendszer fősíkja, alatta jobbra a két Magellán-felhő. Illusztráció: ESA/Gaia/DPAC, Moitinho, A. –Barros, M., Lisszaboni Egyetem

Negyed század múltán itt a Gaia, a pontosabb, érzékenyebb utód
A Hipparcos mérései alapján összeállított katalógust 1997-ben tették közzé, majd 2007-ben egy újabb változatot hoztak nyilvánosságra a teljes adattömeg újraredukálása után. Ekkor azonban már javában zajlott az újabb európai asztrometriai szonda, a Gaia előkészítése.

A mérések során itt is a Hipparcos szondánál már jól bevált eljárást alkalmazzák: ott az égitestek fénye egy sűrűn rovátkázott optikai rácson át jutott a detektor felületére, méghozzá egyidejűleg két nagyon eltérő irányból. A Gaia esetében egymással 106,5 fokos szöget zár be az a két tükör, ami az égbolt egy-egy részletét a detektor felé vetíti. Mivel a szonda ismert sebességgel egyenletesen forog, az égi források lassan átvonulnak a detektor előtt. Ez utóbbi egy 104 x 42 centiméter felületű, 106 CCD-ből álló chip, az ehhez kapcsolt számítógép rögzíti minden egyes égitest áthaladását (időpont, fényesség és helyzet). A CCD-kamerarendszer több mint egymilliárd pixelt tartalmaz, és ez az eddigi legnagyobb, űrtávcsőhöz csatlakoztatott kamera. Tekintve, hogy a Gaia forgástengelyének iránya nem állandó, hanem ún. precessziót végez (mint egy búgócsiga a pörgése során), a detektorral az egész eget végig lehet pásztázni, és egy vizsgált égterület újramérésekor a korábbitól eltérő irányú égi régió kerül a látómezőbe. Így gyakorlatilag minden csillag helyzete összehasonlítható minden más csillagéval. De a pontosságon kívül a Gaia másban is felülmúlja negyed századdal korábbi elődjét.

Míg a Hipparcos által észlelt leghalványabb csillagok 12 magnitúdósak (a szabad szemmel látható leghalványabb csillagoknál kb. 250-szer gyengébb fényességűek) voltak, és ilyen halvány csillagok csak kivételes esetben kerültek be a Hipparcos programjába, a Gaia minden égi pontforrást (csillagot, naprendszerbeli kisbolygót, kozmológiai távolságban levő kvazárt) észlel 20,7 magnitúdós fényességhatárig, azaz több ezerszer halványabbnak látszó égitestek észlelésére képes, mint a Hipparcos.

A szögmérési pontossága a Hipparcosra jellemző ezred ívmásodperc helyett a legfényesebb 25 millió csillagra 10-20 milliomod ívmásodperc, a halványabbakra pedig 300 milliomod ívmásodperc, azaz ebben a tekintetben is 1-2 nagyságrend a javulás. Lényeges előrelépés az is, hogy a Gaia a mérései során olyan színképet is készít a látómezején áthaladó égitestekről, amelyek alapján meg lehet határozni a színképvonalak hullámhosszának Doppler-eltolódását, ebből pedig az észlelt égitest látóirányú sebességét.

Az 5 évig tartó mérési időszak alatt jól kirajzolódik minden vizsgált csillag parallaktikus elmozdulása, amelynek alapján a pontos távolsága is kiszámítható. A távolság és a két koordinátaérték megadja a szóban forgó objektum helyét, a sajátmozgás két mérhető komponense és a látóirányú sebesség pedig a térbeli mozgás irányát. Ezek alapján készül majd el a Gaia misszió végén a Tejútrendszer háromdimenziós dinamikus térképe, melynek első részletét most tették közzé.

Magyar csillagászok részvétele a programban
A Gaia űrszonda tudományos programjának kidolgozásában magyar csillagászok is – főként az MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet munkatársai – az adatfeldolgozó konzorcium megalakulása óta részt vettek. Munkájukat 2009 és 2014 között az ESA PECS programja támogatta. Fő feladatuk a fényességadatok elemzése és olyan szoftverek készítése, amelyekkel minél több, a pulzáló változócsillagokra vonatkozó információt ki lehet nyerni az egyes csillagokra kapott észlelési adatokból. Az időbeli mintavételezést ugyanis érthető módon az asztrometria minél pontosabbá tétele motiválta, miközben a változócsillagok kutatásának szempontjai háttérbe szorultak. Az intézet munkatársai ugyancsak részt vesznek a tranziens fényváltozások riasztás utáni követésében a Piszkéstetői Obszervatórium távcsöveivel.

Hozzászólások

Rekord kicsi lett 2019-ben az ózonlyuk

Rekord kicsi lett 2019-ben az ózonlyuk

Az ózonlyuk felfedezése sokkolta a tudományos

Ígéretek a légszennyezettség csökkentésére

Ígéretek a légszennyezettség csökkentésére

A világ szmogos nagyvárosai közül 35 tett ígéretet a légszennyezettség csökkentésére.

Hogyan keletkezett a világ legnagyobb geódája?

Hogyan keletkezett a világ legnagyobb geódája?

A dél-spanyol Almería közelében 1999-ben felfedezett Pulpí-geóda egy kisszobányi méretű ovális kőzetüreg, amelyben méteres gipszkristályok nőnek.

Összefogás szükséges a vízválság megakadályozására!

Összefogás szükséges a vízválság megakadályozására!

Víz nélkül nincs élet, a vízválság megakadályozására összefogás szükséges, közösen meg lehet csinálni - mondták a Budapesti Víz Világtalálkozón tartott kerekasztal-beszélgetés résztvevői.

Dinoszauruszok itatóiból származó kőzeteket vizsgáltak

Dinoszauruszok itatóiból származó kőzeteket vizsgáltak

Az egykori sivatagi tavak lerakódásaiból a jura időszaki kőzetréteg kialakulásának pontos korát állapították meg.

National Geographic 2019. októberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

8 220 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket