Ha felnézünk az égre ezernyi csillagot látunk. Mögöttük, a sötétségben megbújva milliárdnyi van még, csak a mi csillagrendszerünkben.
Giuseppe Sarri, a Gaia-projekt egyik vezetője: – Hogy megismerhessük az univerzumot, először a saját csillagrendszerünket kell feltérképeznünk.
A Gaia projectet pont ezért indította az Európai Űrügynökség. Egy műholdról élesebben láthatjuk galaxisunkat, mint valaha.
Carme Jordi, csillagász: – A Gaia műhold méréseivel csillagrendszerünk múltját derítjük fel. Ez tehát a Tejút régészeti feltárása.
A műhold a Tejútrendszer háromdimenziós térképét készíti el. Ilyesmit az űrkutatásban még nem csináltak.
Laurent Chemin, asztrofizikus: – Műholdról ezerszer pontosabban határozhatjuk meg a csillagok pozícióját, mint a földi mérésekkel.
Az asztrofizikus a Pireneusok hegyvidékének ikonikus csillagvizsgálójába látogat. A Pic du Midi évszázadok óta a csillagászok zarándokhelye. Manapság új szerepe van a hatalmas távcsőnek: a Gaia-program viszonyítási pontja.
Laurent Chemin: – Ezzel a berendezéssel, amit most használunk, korábban a csillagok sebességét mérték. Az eddigi földi megfigyeléssel szerzett adatok alapján kalibráltuk be a Gaia-programban használatos spektrográfokat.
A csillagvizsgáló 2800 méteres magasságban található, ahol már nem zavaróak a városi fények, és tiszta a levegő. Galaktikus érzékelésre ideális helyszín.
Laurent Chemin: – Földünk, összehasonlítva más égitestekkel, nagyon kicsinek számít. Nemcsak a Naprendszer óriásaihoz képest, de a galaxisunk, a Tejút nagybolygóihoz képest is. A Naprendszer felülről nézve a Tejút közepe körül forgó, csillaghalmaz. A Föld az északi részén helyezkedik el, így nagyjából dél felé tekintve látjuk a Tejút középpointját. A Naprendszer másodpercenként 220 kilométeres sebességgel kering a Tejút közepe kürül. A galaxisunktól két millió fényévnyire lévő Androméda-köd szintén nagyjából ebbe az irányba esik. A két csillaghalmaz másodpercenként 100 kilométeres sebességgel közelít egymáshoz.
Az égitesthalmazok ilyen gyors mozgása mellett nagy kihívás a csillagászoknak a relatív távolságok meghatározása.
Csillagtérképeket már az emberi civilizáció hajnalán készítettek.
Laurent Chemin: – Az embert ősidők óta izgatja a csillagos égbolt. Az első asztronómusok között volt Hipparkhosz, aki még bőven Jézus születése előtt körülbelül ezer csillag távolságát és mozgását írta le.
Az ógörög csillagász tiszteletére az Európai Űrügynökség 1989-ben egy műholdat nevezett el Hipparkhoszról. A műhold szenzoraival százezer csillagot vettek nyilvántartásba akkor. A Gaia küldetése felér egy tudományos forradalommal: milliárdnyi csillag helyzetét méri fel.
Laurent Chemin: – A Gaia-program hatalmas előrelépés a pontosság tekintetében, óriási mennyiségű adat gyűjtése és elemzése mellett. Rendkívül izgalmas, hogy egy ilyen alapos felmérés lehetővé teszi számunkra az égbolt és a Tejút jobb megismerését.
A Gaia működését megismerve jövünk csak rá, hogy mit jelent a csillagászat számára a küldetése. Az Európai Űrügynökség műholdja a legnagyobb digitális kamerát viszi magával, amit valaha az űrbe juttattak. A toulouse-i Astriumban a tervezők két fő szempontja a pontosság és a stabilitás volt.
Giuseppe Sarri: – Olyan csillagokat kell megfigyelni, amik 400 ezerszer halványabbak, mint amiket szabad szemmel látunk. Ezek többsége egy központi sávban van.
Vincent Poinsignon, a Gaia-projekt egyik kutatója: – A gyújtóponti síkot pixelek millárdjaival képezzük le. Vagyis százszor nagyobb felbontásban, mint amivel a legjobb földi kamerákkal fényképezünk.
Giuseppe Sarri: – A másik nagy kihívás, hogy úgy kell pontos méréseket végezni, hogy közben a legújabb technológiát használjuk. Szilikon-karbiddal dolgozunk, amit 3000 fokon állítunk elő szilikonból és szénből. Olyan merev és kemény, mint a gyémánt.
Vincent Poinsignon: – Az egész optika szilicium-karbidból épül fel. A tükrök, a teleszkópok és a gyújtópont síkja is. Az extrém pontosság elérése érdekében a műhold mikrohajtóművekkel módosíthat helyzetén. Ez a 8 szerkezet hideg gáz kilövellésével egy mikronewton tolóerőre is képes. Ez körülbelül milliónyival finomabb, mint a szokásos hajtóművek.
A csillagászok izgatottan várják a Tejút milliárdnyi csillagának tűhegynyi pontosságú feltérképezését. Ez már hatalmas ismeretanyag.
Laurent Chemin: – A Gaia elsőként teszi lehetővé, hogy galaxiusunk központi részének csillagait és sebességüket felmérjük. A műholdas megfigyeléssel készített Tejúttérképel a Nap teljes szomszédságát megismerhetjük, ezáltal először alkothatunk képet a galaxisspirál alakjáról a Nap közelében. A szatelit azt is lehetővé teszi, hogy csillagrendszerünk teljes korongját, azaz a Tejút távoli peremvidékét is felmérjük. Ilyen méréseket eddig nem végeztek.
A Gaia galaktikus számlálása egymilliárd csillagot ír le, ami a Tejút összes csillagának egy százaléka. Az óriási adathalmaz választ ad a csillagászok sok máig nyitott kérdésére.
Nem ismerjük pontosan csillaghalmazunk spiráljának alakját, és leírásra várnak a fekete lyukak, amelyek univerzumunkat alakítják.
Carme Jordi: – Még mindig nem tudjuk, hogy hány karja van a galaxisunknak. Lehet, hogy kettő, három vagy négy. A csillaghalmaz legsűrűbb központi részét nem tudta felmérni a Hipparkhosz, de a Gaia eléri. Vagyis az előző műhold által megválaszolatlanul hagyott kérdések közül többre megoldást adhat a Gaia-projekt. Egyelőre nem tudjuk, hogy miért ott vannak a fekete lyukak, ahol létrejöttek. Az égitestek pontos feltérképezésével talán megértjük, hogy miért keletkeznek olyan túlzott tömegvonzású tömörülések, ahol az anyag akár egy pontba zsugorodik össze. Mindez nagyon fontos, mert a nem látható anyag mennyisége nagyobb, mint a láthatóé, ezért nagyobb szerepe lehet az univerzum fejlődésének alakításában.
A tudósok a Gaia adataival visszatekerhetik az időt, és láthatják, hogy hogyan formálódott csillagrendszerünk. A galaxis háromdimenziós felmérése sok további kutatás alapja is lehet a jövőben.
Carme Jordi: – Elképzelni is nehéz, hogy mennyit tanulhatunk a már most létező ismereteink felhasználásával. Az adatgyűjtésből származó tengernyi új információ pedig mégtöbb utat nyit meg az ismeretszerzésben.
Laurent Chemin: – Fantasztikus, hogy a Gaia segítségével meghatározhatjuk a csillagok távolságát. Amikor már minden csillag helyzetét ismerjük, megkísérelhetjük rekonstruálni galaxisunk alakját, és azon belül a Tejút korongját. Még az is kérdéses, hogy hasonló alakja van-e, mint amilyennek a környező galaxisokat látjuk.
A Gaia-program által készített térkép sok kérdésre választ ad majd, de az égbolt ugyanolyan rejtélyes marad.