Гайя (космический корабль) - Gaia (spacecraft)

Гайя
Трехмерное изображение космического корабля Gaia
Впечатление художника от космического корабля Gaia
Тип миссии Астрометрическая обсерватория
Оператор ЕКА
COSPAR ID 2013-074A
SATCAT нет. 39479
Веб-сайт научно .esa .int / Gaia /
Продолжительность миссии изначально планировалось: 5 лет; продлен до 31 декабря 2022 года с ориентировочным продлением до 31 декабря 2025 года,
истекло: 7 лет, 9 месяцев и 27 дней
Свойства космического корабля
Производитель
Стартовая масса 2029 кг (4473 фунтов)
Сухая масса 1392 кг (3069 фунтов)
Масса полезной нагрузки 710 кг (1570 фунтов)
Габаритные размеры 4,6 м × 2,3 м (15,1 футов × 7,5 футов)
Власть 1910 Вт
Начало миссии
Дата запуска 19 декабря 2013, 09:12:14 UTC ( 2013-12-19UTC09: 12: 14Z )
Ракета Союз СТ-Б / Фрегат-МТ
Запустить сайт Куру ELS
Подрядчик Arianespace
Параметры орбиты
Справочная система Солнце – Земля L 2
Режим Орбита Лиссажу
Высота периапсиса 263000 км (163000 миль)
Высота апоапсиса 707000 км (439000 миль)
Период 180 дней
Эпоха 2014 г.
Главный телескоп
Тип Трехзеркальный анастигмат
Диаметр 1,45 м × 0,5 м (4,8 футов × 1,6 футов)
Зона сбора 0,7 м 2
Транспондеры
Группа
Пропускная способность
Инструменты
Знак отличия миссии Gaia
Эмблема астрофизики ESA для Gaia  

Gaia является космическая обсерватория из Европейского космического агентства (ЕКА), запущенного в 2013 годуи ожидаетсяработать до с. 2022. Космический аппарат предназначен для астрометрии : измерения положения, расстояния и движения звезд с беспрецедентной точностью. Миссия направлена ​​на создание крупнейшего и наиболее точного трехмерного космического каталога из когда-либо созданных, включающего в себя около 1 миллиарда астрономических объектов , в основном звезд, а также планет, комет, астероидов и квазаров , среди прочего.

Космический корабль контролировал каждый из своих целевых объектов около 70 раз в течение первых пяти лет миссии, чтобы изучить точное положение и движение каждой цели, и будет продолжать это делать. У космического корабля достаточно топлива для микродвигательной установки, чтобы работать примерно до ноября 2024 года. Поскольку его детекторы не деградируют так быстро, как первоначально ожидалось, миссия может быть продлена. Gaia нацеливается на объекты ярче 20 звездной величины в широком фотометрическом диапазоне, который покрывает большую часть видимого диапазона; такие объекты составляют примерно 1% населения Млечного Пути. Вдобавок ожидается , что Гайя обнаружит от тысяч до десятков тысяч экзопланет размером с Юпитер за пределами Солнечной системы, 500 000 квазаров за пределами нашей галактики и десятки тысяч новых астероидов и комет в пределах Солнечной системы.

Миссия Gaia создаст точную трехмерную карту астрономических объектов по всему Млечному Пути и нанесет на карту их движения, которые кодируют происхождение и последующую эволюцию Млечного Пути. В спектрофотометрических измерениях будут предоставлять подробные физические свойства всех звезд , наблюдаемых, характеризующих их светимость , эффективную температуру , гравитацию и элементный состав. Эта масштабная перепись звезд предоставит основные данные наблюдений для анализа широкого круга важных вопросов, связанных с происхождением, структурой и эволюционной историей галактики Млечный Путь.

Преемник Гиппаркос миссии (оперативного 1989-1993), Gaia является частью ЕКА 2000+ Horizon долгосрочной научной программы. Gaia был запущен 19 декабря 2013 года компанией Arianespace с использованием ракеты Союз СТ-Б / Фрегат-МТ, вылетевшей из Куру во Французской Гвиане. В настоящее время космический аппарат работает на орбите Лиссажу вокруг точки L 2 лагранжиана Солнце - Земля .

История

Gaia космический телескоп имеет свои корни в ЕКА Гиппаркос миссии (1989-1993). Его миссия была предложена в октябре 1993 года Леннартом Линдегреном ( Обсерватория Лунда , Лундский университет , Швеция) и Майклом Перриманом (ЕКА) в ответ на призыв к подаче предложений по долгосрочной научной программе ESA Horizon Plus. Комитет по научной программе ЕКА одобрил ее 13 октября 2000 г. в качестве краеугольной миссии № 6, а 9 февраля 2006 г. была утверждена фаза B2 проекта, и EADS Astrium взяла на себя ответственность за оборудование. Название «Гайя» первоначально произошло от аббревиатуры « Глобальный астрометрический интерферометр для астрофизики» . Это отражало оптическую технику интерферометрии, которая изначально планировалась для использования на космическом корабле. Хотя метод работы развился во время исследований, и аббревиатура больше не применима, имя Gaia осталось, чтобы обеспечить преемственность проекта.

Общая стоимость миссии составляет около 740 миллионов евро (~ 1 миллиард долларов), включая производство, запуск и наземные операции. Gaia был завершен два года отстает от графика и на 16% выше его первоначальный бюджет, главным образом из - за трудности , возникающих при полировке Gaia «s десять зеркал и сборки и тестировании системы фокусной плоскости камеры.

Цели

Gaia космическая миссия имеет следующие цели:

  • Чтобы определить собственную светимость звезды, необходимо знать расстояние до нее. Один из немногих способов добиться этого без физических предположений - использовать параллакс звезды , но атмосферные эффекты и инструментальные смещения ухудшают точность измерений параллакса. Например, переменные цефеиды используются в качестве стандартных свечей для измерения расстояний до галактик, но их собственные расстояния плохо известны. Таким образом, величины, зависящие от них, такие как скорость расширения Вселенной, остаются неточными. Точное измерение их расстояний оказывает большое влияние на понимание других галактик и, следовательно, всего космоса (см. Лестницу космических расстояний ).
  • Наблюдения за самыми слабыми объектами дадут более полное представление о функции светимости звезды. Гайя будет наблюдать 1 миллиард звезд и других тел, что составляет 1% таких тел в галактике Млечный Путь . Все объекты до определенной величины должны быть измерены для получения объективных выборок.
  • Для лучшего понимания более быстрых стадий звездной эволюции (таких как классификация, частота, корреляции и непосредственно наблюдаемые атрибуты редких фундаментальных изменений и циклических изменений). Это должно быть достигнуто путем детального обследования и повторного обследования большого количества объектов за длительный период эксплуатации. Наблюдение за большим количеством объектов в галактике также важно для понимания динамики нашей галактики.
  • Измерение астрометрических и кинематических свойств звезды необходимо для понимания различных звездных популяций, особенно самых далеких.

Для достижения этих целей Гайя ставит перед собой следующие цели:

  • Определите положение, параллакс и годовое собственное движение 1 миллиарда звезд с точностью около 20 микросекунд (µas) при 15 звездной величине и 200 µas при 20 звездной величине.
  • Определите положение звезд с величиной V = 10 с точностью до 7 μas - это эквивалентно измерению положения с точностью до диаметра волоса на расстоянии 1000 км - между 12 и 25 μas до V = 15, и от 100 до 300 мкАс до V = 20, в зависимости от цвета звезды.
  • Таким образом, расстояние до 20 миллионов звезд будет измеряться с точностью до 1% или лучше, а около 200 миллионов расстояний будут измерены с точностью более 10%. Расстояния с точностью до 10% будут достигнуты до Галактического центра , находящегося на расстоянии 30 000 световых лет.
  • Измерьте тангенциальную скорость 40 миллионов звезд с точностью лучше 0,5 км / с.
  • Получите атмосферные параметры (эффективная температура, межзвездное поглощение на линии прямой видимости, сила тяжести на поверхности, металличность) для всех наблюдаемых звезд, а также некоторые более подробные химические составы для целей ярче V = 15.
  • Точно измеряйте орбиты и наклонения тысяч внесолнечных планет , определяя их истинную массу с помощью астрометрических методов обнаружения планет .
  • Более точно измерить изгиб звездного света по Солнцу «гравитационное поле s, предсказанное Альберт Эйнштейн «с общей теорией относительности и первым обнаруженное Эддингтоном во время 1919 года солнечного затмения , и поэтому непосредственно наблюдать структуру пространства - время .
  • Возможность обнаружить астероиды Апохеле, орбиты которых лежат между Землей и Солнцем, регион, который трудно контролировать с помощью земных телескопов, поскольку этот регион виден в небе только в дневное время или около него.
  • Обнаружить до 500 000 квазаров .

Космический корабль

Гайя в виде слабого следа из точек в нижней половине звездного поля зрения.

Gaia была запущена компанией Arianespace с использованием ракеты Союз ST-B с разгонным блоком Fregat -MT с борта Ensemble de Lancement Soyouz в Куру во Французской Гвиане 19 декабря 2013 года в 09:12 UTC (06:12 по местному времени). Спутник отделился от разгонного блока ракеты через 43 минуты после запуска в 09:54 UTC. Корабль направился к точке L2 Солнце – Земля Лагранжа, расположенной примерно в 1,5 миллиона километров от Земли, и прибыл туда 8 января 2014 года. Точка L2 обеспечивает космическому кораблю очень стабильную гравитационную и тепловую среду. Там он использует орбиту Лиссажу, которая позволяет избежать блокировки Солнца Землей, что ограничит количество солнечной энергии, которую спутник может производить через свои солнечные панели , а также нарушит тепловое равновесие космического корабля. После запуска был установлен солнцезащитный козырек диаметром 10 метров. Солнцезащитный козырек всегда обращен к Солнцу, таким образом поддерживая охлаждение всех компонентов телескопа и обеспечивая питание Gaia с помощью солнечных батарей на его поверхности.

Научные инструменты

Gaia полезная нагрузка состоит из трех основных инструментов:

  1. Инструмент астрометрии (Astro) точно определяет положение всех звезд ярче 20 звездной величины, измеряя их угловое положение. Объединив измерения любой данной звезды за пятилетнюю миссию, можно будет определить ее параллакс и, следовательно, расстояние и собственное движение - скорость звезды, проецируемой на плоскость неба.
  2. Фотометрический прибор (BP / RP) позволяет получать измерения светимости звезд в спектральном диапазоне 320–1000 нм, всех звезд ярче 20 звездной величины. Синий и красный фотометры (BP / RP) используются для определения звездных свойств, таких как как температура, масса, возраст и элементный состав. Многоцветная фотометрия обеспечивается двумя призмами из плавленого кварца с низким разрешением, рассеивающими весь свет, попадающий в поле зрения в направлении вдоль сканирования, до обнаружения. Голубой фотометр (BP) работает в диапазоне длин волн 330–680 нм; Красный фотометр (RP) охватывает диапазон длин волн 640–1050 нм.
  3. Спектрометр радиальной скорости (RVS) используется для определения скорости небесных объектов вдоль луча зрения путем получения спектров высокого разрешения в спектральном диапазоне 847–874 нм (силовые линии иона кальция) для объектов величиной до 17 звездной величины. Лучевые скорости измеряются с точностью от 1 км / с (V = 11,5) до 30 км / с (V = 17,5). Измерения лучевых скоростей важны для корректировки перспективного ускорения, которое вызывается движением вдоль луча зрения ». RVS выявляет скорость звезды вдоль луча зрения Гайи , измеряя доплеровский сдвиг линий поглощения в спектр высокого разрешения.

Для обеспечения точного наведения на звезды, находящиеся на расстоянии многих световых лет, на нем почти нет движущихся частей. Подсистемы космического корабля смонтированы на жестком каркасе из карбида кремния , который обеспечивает стабильную конструкцию, которая не будет расширяться или сжиматься из-за тепла. Контроль ориентации обеспечивается небольшими двигателями , работающими на холодном газе, которые могут выдавать 1,5 микрограмма азота в секунду.

Телеметрическая связь со спутником составляет в среднем около 3 Мбит / с , в то время как общее содержимое фокальной плоскости составляет несколько Гбит / с . Следовательно, только несколько десятков пикселей вокруг каждого объекта могут быть переданы по нисходящей линии связи.

Схема Гайи
Зеркала (M)
  • M irrors телескопа 1 (М1, М2 и М3)
  • M irrors телескопа 2 (M'1, М'2 и M'3)
  • зеркала M4, M'4, M5, M6 не показаны
Прочие компоненты (1–9)
  1. Оптическая скамья ( тор из карбида кремния )
  2. Радиатор охлаждения фокальной плоскости
  3. Электроника фокальной плоскости
  4. Резервуары с азотом
  5. Спектроскоп с дифракционной решеткой
  6. Емкости для жидкого топлива
  7. Звездные трекеры
  8. Телекоммуникационная панель и батареи
  9. Подсистема главной двигательной установки
(A) Световой путь телескопа 1
Дизайн фокальной плоскости и инструментов

Конструкция фокальной плоскости и инструментов Gaia . Из-за вращения космического корабля изображения пересекают матрицу фокальной плоскости справа налево со скоростью 60 угловых секунд в секунду.

  1. Входящий свет от зеркала М3
  2. Входящий свет от зеркала М'3
  3. Фокальная плоскость, содержащая детектор для астрометрического прибора голубого цвета, синий фотометр темно-синего цвета, красный фотометр красного цвета и спектрометр радиальной скорости розового цвета.
  4. Зеркала M4 и M'4, которые объединяют два входящих луча света
  5. Зеркало М5
  6. Зеркало М6, освещающее фокальную плоскость
  7. Оптика и дифракционная решетка для спектрометра радиальных скоростей (РВС)
  8. Призмы для синего фотометра и красного фотометра (BP и RP)

Принципы измерения

Сравнение номинальных размеров апертур космического корабля Gaia и некоторых известных оптических телескопов.

Подобно своему предшественнику Hipparcos , но с точностью в сто раз лучше, Gaia состоит из двух телескопов, обеспечивающих два направления наблюдения с фиксированным широким углом 106,5 ° между ними. Космический корабль непрерывно вращается вокруг оси, перпендикулярной лучам зрения двух телескопов. Ось вращения, в свою очередь, имеет небольшую прецессию по небу, сохраняя при этом тот же угол к Солнцу. Путем точного измерения относительного положения объектов с обоих направлений наблюдения получается жесткая система отсчета.

Двумя ключевыми свойствами телескопа являются:

  • Главное зеркало 1,45 × 0,5 м для каждого телескопа
  • Решетка в фокальной плоскости размером 1,0 × 0,5 м, на которую проецируется свет от обоих телескопов. Он, в свою очередь, состоит из 106 ПЗС-матриц размером 4500 × 1966 пикселей каждая, что в сумме дает 937,8 мегапикселей (обычно изображаемое как устройство формирования изображений класса гигапикселей ).
Метод сканирования

Каждый небесный объект будет наблюдаться в среднем около 70 раз в течение миссии, которая, как ожидалось, продлится пять лет, но была продлена. Эти измерения помогут определить астрометрические параметры звезд: два соответствуют угловому положению данной звезды на небе, два - для производных положения звезды во времени (движение) и, наконец, параллакс звезды, по которому можно рассчитать расстояние. . Лучевая скорость более ярких звезд измеряется встроенным спектрометром, наблюдающим эффект Доплера . Из-за физических ограничений, налагаемых космическим кораблем "Союз ", фокальные решетки Gaia не могли быть оснащены оптимальной радиационной защитой, и ЕКА ожидало, что их производительность несколько снизится к концу первоначальной пятилетней миссии. Наземные испытания ПЗС-матриц во время их воздействия радиации подтвердили, что основные цели миссии могут быть достигнуты.

Ожидаемая точность окончательных данных каталога была рассчитана после испытаний на орбите, принимая во внимание проблемы рассеянного света, ухудшения оптики и основной угловой нестабильности. Наилучшие точности параллакса, положения и собственного движения получены для более ярких наблюдаемых звезд с видимой величиной 3–12. Ожидается, что стандартное отклонение для этих звезд составит 6,7 микродуговых секунд или лучше. Для более слабых звезд уровни ошибок увеличиваются, достигая ошибки параллакса в 26,6 микродуговых секунд для звезд 15-й величины и нескольких сотен микродуговых секунд для звезд 20-й величины. Для сравнения: лучшие уровни погрешности параллакса от нового снижения Hipparcos не лучше 100 микродуговых секунд, а типичные уровни в несколько раз больше.

Обработка данных

VST снимает Gaia на пути к миллиарду звезд

Общий объем данных, которые будут получены с космического корабля во время номинальной пятилетней миссии при скорости сжатых данных 1 Мбит / с, составляет примерно 60  ТБ , что составляет около 200 ТБ несжатых данных, пригодных для использования на Земле, хранящихся в InterSystems. База данных Caché . Ответственность за обработку данных, частично финансируемую ESA, возложена на европейский консорциум, Консорциум обработки и анализа данных (DPAC), который был выбран после его предложения в Объявлении о возможностях ESA, выпущенном в ноябре 2006 г. Финансирование DPAC предоставляется страны - участниц и не было обеспечено до производства Gaia «s конечного каталога , запланированного на 2020 год.

Gaia отправляет данные в течение восьми часов каждый день со скоростью около 5 Мбит / с. Данные получают три антенны ESA диаметром 35 метров сети ESTRACK в Себреросе , Испания, Маларгуэ , Аргентина, и Новой Норсии , Австралия.

Запуск и орбита

Анимация траектории Гайи
Полярный вид
Экваториальный вид
Вид с Солнца
  Гайя  ·   Земля
Упрощенная иллюстрация Gaia «S траектории и орбиты (не в масштабе)

В октябре 2013 ESA пришлось отложить Gaia «s первоначальную дату запуска, из - за предупредительной замены двух Gaia » s транспондеров. Они используются для генерации сигналов синхронизации для передачи научных данных по нисходящей линии связи. Проблема с идентичным транспондером на спутнике, уже находящемся на орбите, послужила причиной их замены и повторной проверки, когда-то включенных в Gaia . Перенесенное окно запуска было с 17 декабря 2013 года по 5 января 2014 года, запуск Gaia намечен на 19 декабря.

Gaia был успешно запущен 19 декабря 2013 года в 09:12 UTC . Примерно через три недели после запуска, 8 января 2014 года, он достиг заданной орбиты вокруг точки Лагранжа L2 Солнце-Земля (SEL2), примерно в 1,5 миллиона километров от Земли.

В 2015 году обсерватория Pan-STARRS обнаружила объект, вращающийся вокруг Земли, который Центр малых планет каталогизировал как объект 2015 HP 116 . Вскоре выяснилось, что это случайное повторное открытие космического корабля Gaia, и название было немедленно отменено.

Проблема с рассеянным светом

Вскоре после запуска ЕКА сообщило, что Гайя страдает от рассеянного света . Первоначально считалось, что проблема связана с отложениями льда, из-за которых часть света, дифрагированного по краям солнцезащитного козырька, попадает в апертуры телескопа и отражается в сторону фокальной плоскости. Фактический источник рассеянного света позже был идентифицирован как волокна солнцезащитного козырька, выступающие за края экрана. Это приводит к «ухудшению научных показателей, [которое] будет относительно скромным и в основном ограничится самыми слабыми из одного миллиарда звезд Гайи » . Для повышения производительности реализуются схемы смягчения последствий. Для спектрографа RVS ухудшение более серьезное, чем для астрометрических измерений.

Эта проблема имеет историческую подоплеку. В 1985 году на космическом шаттле Spacelab -2 STS-51-F другой астрономической миссией, которой мешали случайные обломки, стал инфракрасный телескоп (IRT), в котором кусок майларовой изоляции оторвался и попал в зону прямой видимости. телескопа, вызывающего повреждение данных. Проверка рассеянного света и перегородок - важная часть инструментов космической съемки.

Прогресс миссии

Карта неба Gaia по звездной плотности.

Фаза тестирования и калибровки, начатая, когда Gaia находилась на пути к точке SEL2, продолжалась до конца июля 2014 года, что на три месяца отставало от графика из-за непредвиденных проблем с попаданием в детектор паразитного света. После шестимесячного периода ввода в эксплуатацию 25 июля 2014 года спутник начал свою номинальную пятилетнюю научную работу в специальном режиме сканирования, который интенсивно сканировал область вблизи полюсов эклиптики ; 21 августа 2014 г. Gaia начала использовать обычный режим сканирования, обеспечивающий более равномерное покрытие.

Несмотря на то, что первоначально планировалось ограничить Gaia ' наблюдения s до звезд тусклее величины 5,7, испытания , проведенные во время ввода в эксплуатацию фазы показали , что Гея может самостоятельно идентифицировать звезды так ярко , как величины 3. Когда Gaia вошли регулярные научные операции в июле 2014 года, это было сконфигурирован для регулярной обработки звезд в диапазоне 3-20 звездной величины. При превышении этого предела используются специальные процедуры для загрузки необработанных данных сканирования для оставшихся 230 звезд ярче 3-й звездной величины; разрабатываются методы сокращения и анализа этих данных; и ожидается, что будет "полное покрытие неба на ярком конце" со стандартными ошибками в "несколько десятков мксек".

В 2018 году миссия Gaia была продлена до 2020 года с дополнительным «ориентировочным продлением» еще на два года до 2022 года. В 2020 году миссия Gaia была продлена до 2022 года с дополнительным «ориентировочным продлением» до 2025 года. Дальнейшим продлением миссии является поставка топлива для микродвигательной установки, которой, как ожидается, хватит до ноября 2024 года.

12 сентября 2014 года Гайя открыла свою первую сверхновую в другой галактике. 3 июля 2015 года была выпущена карта Млечного Пути по звездной плотности, основанная на данных с космического корабля. По состоянию на август 2016 года «успешно обработано более 50 миллиардов прохождений фокальной плоскости, 110 миллиардов фотометрических наблюдений и 9,4 миллиарда спектроскопических наблюдений».

Выпуски данных

Каталог Gaia выпущен поэтапно , которые будут содержать все большее количество информации; в ранних выпусках также отсутствуют некоторые звезды, особенно более слабые звезды, расположенные в плотных звездных полях и члены близких двойных пар. Первый выпуск данных Gaia DR1, основанный на 14-месячных наблюдениях, проведенных до сентября 2015 года, состоялся 14 сентября 2016 года и описан в серии статей, опубликованных в журнале Astronomy and Astrophysics . Выпуск данных включает «положения и… звездные величины для 1,1 миллиарда звезд с использованием только данных Gaia ; положения, параллаксы и собственные движения для более чем 2 миллионов звезд» на основе комбинации данных Gaia и Tycho-2 для этих объектов в обоих каталогах; «Кривые блеска и характеристики около 3000 переменных звезд; а также положения и величины более 2000… внегалактических источников, используемых для определения небесной системы отсчета ». Доступ к данным из этой версии DR1 можно получить в архиве Gaia , а также в центрах астрономических данных, таких как CDS .

Второй выпуск данных (DR2), который произошел 25 апреля 2018 г., основан на 22-месячных наблюдениях, проведенных в период с 25 июля 2014 г. по 23 мая 2016 г. Он включает положения, параллаксы и собственные движения около 1,3 миллиарда звезд и положения дополнительных 300 миллионов звезд в диапазоне величин g = 3–20, красные и синие фотометрические данные для примерно 1,1 миллиарда звезд и одноцветная фотометрия для дополнительных 400 миллионов звезд и медианные лучевые скорости примерно для 7 миллионов звезд между величиной 4 и 13. также содержит данные для более чем 14 000 выбранных объектов Солнечной системы. Координаты в DR2 использовать второй Gaia небесной системы отсчета ( Гайя -CRF2), который основан на наблюдениях 492 006 источников, которые считаются квазарами, и был описан как «первая полноценная оптическая реализация ICRS ... построенная только на внегалактических источниках». Сравнение положений 2843 источников, общих для Gaia –CRF2 и предварительной версии ICRF3, показывает глобальное согласие от 20 до 30 μas, хотя отдельные источники могут отличаться на несколько мас. Поскольку процедура обработки данных связывает отдельные наблюдения Gaia с конкретными источниками на небе, в некоторых случаях связь наблюдений с источниками будет иной во втором выпуске данных. Следовательно, DR2 использует отличные от DR1 идентификационные номера источника. С данными DR2 был выявлен ряд проблем, включая небольшие систематические ошибки в астрометрии и значительное загрязнение значений лучевой скорости в переполненных звездных полях, что может повлиять на один процент значений лучевой скорости. Текущая работа должна решить эти проблемы в будущих выпусках. Руководство для исследователей, использующих Gaia DR2, в котором собрана «вся информация, советы и приемы, подводные камни, предостережения и рекомендации, относящиеся к» DR2, было подготовлено службой поддержки Gaia в декабре 2019 года.

Звезды и другие объекты в раннем выпуске данных Gaia 3.

Из-за неопределенностей в конвейере данных третий выпуск данных, основанный на 34-месячных наблюдениях, был разделен на две части, так что данные, которые были готовы первыми, были выпущены первыми. Первая часть, EDR3 ( «Early Data Release 3»), состоящая из улучшенных позиций, параллаксов и собственных движений, была выпущена 3 декабря 2020. Координаты в EDR3 использовать новую версию Gaia небесного системы отсчета ( Gaia -CRF3) , основанный на наблюдениях 1 614 173 внегалактических источников, 2269 из которых были общими для радиоисточников в третьей редакции Международной небесной системы отсчета (ICRF3) .

Существует также Каталог ближайших звезд Gaia (GCNS), содержащий 331 312 звезд в пределах (номинально) 100 парсеков (326 световых лет).

Будущие релизы

DR3, первоначально запланированный на вторую половину 2021 года, будет включать данные EDR3 плюс данные Солнечной системы; информация об изменчивости; результаты для неодинаковых звезд, квазаров и протяженных объектов; астрофизические параметры; и специальный набор данных, Фотометрический обзор Гайи Андромеды (GAPS), обеспечивающий фотометрические временные ряды для около 1 миллиона источников, расположенных в поле радиуса 5,5 градусов с центром в галактике Андромеды. Ожидается, что большинство измерений в DR3 будут в 1,2 раза точнее, чем в DR2; собственные движения будут в 1,9 раза точнее. Даты выпуска EDR3 и DR3 были отложены из-за воздействия пандемии COVID-19 на Консорциум обработки и анализа данных Gaia. Ожидается, что по состоянию на октябрь 2021 года Gaia DR3 будет выпущен во втором квартале 2022 года.

Полный выпуск данных для пятилетней номинальной миссии DR4 будет включать полные астрометрические, фотометрические каталоги и каталоги лучевых скоростей, решения для переменных звезд и не для одной звезды, классификации источников, а также несколько астрофизических параметров для звезд, неразрешенных двойных систем, галактики и квазары, список экзопланет, а также данные об эпохах и транзите для всех источников. Дополнительные выпуски будут происходить в зависимости от продлений миссии. Ожидается, что большинство измерений в DR4 будут в 1,7 раза точнее, чем в DR2; собственные движения будут в 4,5 раза точнее.

При дополнительном продлении на два года до 2024 года большинство измерений, включающих данные за полные десять лет, будут в 1,4 раза точнее, чем DR4, а собственные движения будут в 2,8 раза точнее, чем DR4.

Информационное приложение Gaia Sky было разработано для исследования галактики в трех измерениях с использованием данных Gaia .

Значительные результаты

В ноябре 2017 года, ученые во главе с Давидом Massari из Астрономического института Каптейн , Университет Гронингена , Нидерланды выпустила документ , описывающий характеристику собственно движения (3D) в карликовой галактике Sculptor и траектории этой галактики в пространстве и по отношению к Млечный Путь с использованием данных Gaia и космического телескопа Хаббла . Массари сказал: «С достигнутой точностью мы можем измерить годовое движение звезды на небе, которое соответствует размеру меньше булавочной головки на Луне, если смотреть с Земли». Данные показали, что Скульптор вращается вокруг Млечного Пути по сильно эллиптической орбите; в настоящее время он близок к своему ближайшему приближению на расстоянии около 83,4 килопарсеков (272 000 световых лет), но орбита может унести его на расстояние примерно 222 килопарсека (720 000 световых лет).

В октябре 2018 года астрономы Лейденского университета смогли определить орбиты 20 сверхскоростных звезд из набора данных DR2. Ожидая найти одну звезду, выходящую из Млечного Пути , они вместо этого нашли семь. Что еще более удивительно, команда обнаружила, что 13 сверхскоростных звезд вместо этого приближались к Млечному Пути, возможно, из пока еще неизвестных внегалактических источников. В качестве альтернативы они могут быть звездами гало в этой галактике, и дальнейшие спектроскопические исследования помогут определить, какой сценарий более вероятен. Независимые измерения показали, что самая большая лучевая скорость Гайи среди сверхскоростных звезд загрязнена светом ближайших ярких звезд в густом поле и ставит под сомнение высокие лучевые скорости Гайи других сверхскоростных звезд.

В ноябре 2018 года была обнаружена галактика Antlia 2 . По размеру оно похоже на Большое Магелланово Облако , хотя в 10 000 раз слабее. Antlia 2 имеет самую низкую поверхностную яркость среди всех обнаруженных галактик.

В декабре 2019 года было обнаружено звездное скопление Price-Whelan 1 . Скопление принадлежит к Магеллановым Облакам и расположено в ведущем рукаве этих карликовых галактик . Открытие предполагает, что поток газа, идущий от Магеллановых облаков до Млечного Пути, находится примерно в два раза дальше от Млечного Пути, чем считалось ранее.

Волна Рэдклифф была обнаружена в данных измерениях Gaia , опубликованном в январе 2020 года.

В марте 2021 года Европейское космическое агентство объявило, что Гайя впервые идентифицировала транзитную экзопланету. Планета была обнаружена на орбите звезды солнечного типа Gaia EDR3 3026325426682637824. После ее первоначального открытия спектрограф PEPSI от Большого бинокулярного телескопа (LBT) в Аризоне был использован для подтверждения открытия и классификации ее как планеты Юпитера, газовой планеты, состоящей из водород и газообразный гелий.

GaiaNIR

GaiaNIR (Gaia Near Infra-Red) - предлагаемый преемник Gaia в ближнем инфракрасном диапазоне . Миссия могла бы пополнить текущий каталог источниками, которые видны только в ближнем инфракрасном диапазоне, и в то же время улучшить параллакс звезд и точность собственного движения, пересмотрев источники каталога Gaia.

Одной из основных задач при создании GaiaNIR является разработка детекторов задержки и интегрирования ближнего инфракрасного диапазона . Текущая технология TDI, используемая для космического корабля Gaia, доступна только в видимом свете, а не в ближнем инфракрасном. В качестве альтернативы можно было бы разработать зеркало с обратным вращением и обычные детекторы ближнего инфракрасного диапазона. Эта технологическая проблема, вероятно, увеличит расходы по сравнению с миссией ЕКА класса M и, возможно, потребует совместных затрат с другими космическими агентствами. Было предложено одно возможное партнерство с учреждениями США.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки