סיקור מקיף

משימת גאיה: חמש תובנות שאסטרונומים יכולים להפיק מהנתונים האחרונים שלה

מאת אדם מקמאסטר דוקטורנט לאסטרונומיה, האוניברסיטה הפתוחה של בריטניה,  אנדרו נורטון פרופסור לחינוך לאסטרופיזיקה, האוניברסיטה הפתוחה הבריטית

החללית גאיה. איור: סוכנות החלל האירופית
החללית גאיה. איור: סוכנות החלל האירופית

משימת גאיה של סוכנות החלל האירופית (Esa)  פרסמה זה עתה נתונים חדשים. הלוויין גאיה שוגר בשנת 2013, במטרה למדוד את מיקומם המדויק של מיליארד כוכבים. בנוסף למדידת מיקומם, מהירויותיהם ובהירותם של הכוכבים, הלוויין אסף נתונים על מגוון עצום של עצמים אחרים.

יש הרבה דברים שגורמים לאסטרונומים להתרגש. להלן חמש מהתובנות המועדפות עלינו שהנתונים עשויים לספק.

1. סודות העבר והעתיד של הגלקסיה שלנו

הכל בחלל זז, והכוכבים אינם יוצאי דופן. המהדורה האחרונה של הנתונים מכילה את המפה התלת-ממדית הגדולה ביותר של שביל החלב שהופקה אי פעם – ומראה כיצד הכוכבים בגלקסיה שלנו נעים. נתונים קודמים כללו את תנועות הכוכבים בשני ממדים: למעלה-מטה ושמאל-ימין (הידועים באופן קולקטיבי כתנועות הנכונות של כוכבים). אבל הנתונים האחרונים מראים גם כמה מהר כוכבים מתרחקים מאיתנו או לכיווננו, משהו שאנו מכנים המהירויות הרדיאליות של הכוכבים.

על ידי שילוב המהירות הרדיאלית עם התנועות הנכונות, אנו יכולים לגלות באיזו מהירות כוכבים נעים בשלושה ממדים כשהם מקיפים את שביל החלב. משמעות הדבר היא שכעת יש לנו לא רק את המפה הטובה ביותר של היכן נמצאים הכוכבים של הגלקסיה כעת, אלא אנו יכולים לעקוב אחר תנועותיהם קדימה כדי לראות כיצד הדברים ישתנו, ואחורה כדי לראות כיצד היו הדברים בעבר.

זה יכול לספר לנו על ההיסטוריה של הגלקסיה שלנו, למשל  אילו כוכבים אולי הגיעו מגלקסיות אחרות והתמזגו עם אלה בגלקסיה שלנו בעבר. מדידות מהירות רדיאליות יכולות גם לעזור לנו למצוא עצמים נסתרים, כגון כוכבי לכת וננסים חומים (כוכבים קלושים במיוחד בעלי מסה נמוכה), מהתנדנדויות הזעירות שהם גורמים כשהם מקיפים כוכב מארח.

2. פרטים על האופן שבו כוכבים מתים

גאיה לא רק מודדת את הכוכבים בגלקסיה שלנו, היא גם מודדת את אלה שבגלקסיית אנדרומדה השכנה. הנתונים כוללים משהו שנקרא Gaps: הסקר הפוטומטרי של גאיה אנדרומדה. סקר פוטומטרי מודד את בהירות הכוכבים וכיצד הם משתנים עם הזמן. עם Gaps, גאיה מדדה את הבהירות לאורך זמן עבור כל כוכב בכיוון גלקסיית אנדרומדה.

איזור זה כולל 1.2 מיליון כוכבים. חלקם כוכבי חזית בשביל החלב שבמקרה היו בדרך, אך הם אמורים לכלול בערך גם את 1% הכוכבים הבהירים ביותר בגלקסיית אנדרומדה. הדבר יאפשר לנו לחקור את האופן שבו הכוכבים הגדולים והזוהרים ביותר באנדרומדה משתנים בבהירותם, ומספרים לנו על האבולוציה שלהם והיכן הם נמצאים במחזורי החיים שלהם.

מכשיר זה יכול לספר לנו יותר על כוכבים עתיקים שמגיעים לסוף חייהם – שחלקם יכולים להמשיך לייצר סופרנובות (פיצוצים ענקיים) בסופו של דבר.

3. האמת על התפשטותו המוזרה של היקום

קוואזרים, ליבות אנרגטיות ביותר של גלקסיות בקצה היקום הנצפה, הם העצמים הזוהרים ביותר ביקום והעצמים הרחוקים ביותר שאנו יכולים לראות. והנתונים החדשים כוללים מדידות של 1.1 מיליון מהם. קוואזרים מכילים חורים שחורים על-מסיביים שנלכדים בטירוף האכלה אלים. בנוסף לקוואזרים הוודאייםים הללו, גאיה מצאה 6.6 מיליון מועמדים נוספים לקוואזרים.

התפשטות היקום.  נאס"א/WMAP

זה עלול להגדיל במידה ניכרת את מספר הקוואזרים הידועים, וזה יכול להיות חשוב מאוד מכיוון שהם מאפשרים לנו למדוד את המרחק לקצוות הרחוקים ביותר של היקום. זה בתורו מאפשר לנו למדוד כמה מהר היקום מתרחב. היכולת למדוד את זה בצורה מדויקת יותר היא חשובה, כי יש לנו שתי מדידות סותרות של ההתפשטות, ואנחנו לא יודעים איזו מהן נכונה – הבעיה נקראת "פער האבל".

4. לכמה אסטרואידים יש ירחים

לא כל מה שגאיה חוקרת נמצא כל כך רחוק מהבית. הנתונים מכילים 158,000פרטים על  עצמים במערכת השמש שלנו. בין היתר מדובר במדידות חדשות של 156,000 אסטרואידים ידועים, שמפרטות לנו בדיוק באילו נתיבים הם עוקבים כשהם מקיפים את השמש.

לא רק זה, אלא שצוות גאיה הראה שהם מסוגלים למצוא ירחים שחגים סביב אסטרואידים, בהתבסס על האופן שבו הירחים גורמים לאסטרואידים להתנדנד. כמה מאות אסטרואידים עם ירחים כבר ידועים, אך גאיה יכולה למצוא ירחי אסטרואידים גם כאשר הירח קטן מכדי לראותו ישירות. היא יכולה גם למדוד את מיקומם של אסטרואידים בצורה כה מדויקת, עד שהיא רואה את ההתנדנדות הקלה במיקום הנגרמת על ידי כוח המשיכה של הירח. אסא אומר שהנתונים האחרונים מכילים לפחות ירח חדש אחד כזה, אבל יכול להיות שיש הרבה יותר.

אסטרואידים סביב השמש כפי שנראו על ידי גאיה. כל אסטרואיד הוא מקטע המייצג את תנועתו במשך 10 ימים (כאשר הרצועה הכחולה מייצגת את מערכת השמש הפנימית).  ESA/Gaia/DPAC, CC BY-ND
אסטרואידים סביב השמש כפי שנראו על ידי גאיה. כל אסטרואיד הוא מקטע המייצג את תנועתו במשך 10 ימים (כאשר הרצועה הכחולה מייצגת את מערכת השמש הפנימית). ESA/Gaia/DPAC, CC BY-ND

איסוף נתונים טובים יותר על אסטרואידים יכול לספר לנו על הכאוס של מערכת השמש הקדומה כאשר כוכבי הלכת הגדולים יותר השליכו כוכבי לכת קטנים יותר ואסטרואידים למסלולים חדשים סביב השמש והובילו למערכת השמש של היום.

5. כיצד כוכבים נוצרים ופועלים

השמש שלנו היא כוכב בודד, אך לכוכבים רבים יש בני לוויה – המקיפים זה את זה סביב מרכז משותף. הנתונים החדשים מכילים את הטעימה הראשונה מהקטלוג של גאיה של מערכות מרובות כוכבים כאלה. זוהי רשימה ראשונית עד לפרסום , הקטלוג המלא במהדורת נתונים מאוחרת יותר, אך היא כבר מכילה 813,000 מערכות בינאריות (שני כוכבים).

כוכבים בינאריים יכולים לספר לנו הרבה על האופן שבו כוכבים פועלים וכיצד הם נוצרים. זה נכון במיוחד עבור מה שנקרא מערכות בינאריות ליקוי. אלה מערכות בינאריות שבמקרה מסודרות כך שהכוכבים עוברים זה מול זה מנקודת המבט שלנו. ליקויים בינאריים הם מיוחדים מכיוון שאנו יכולים לבצע מדידות שלהם כדי להבין את כל התכונות הפיזיקליות של המערכת, כגון המסות והגדלים של הכוכבים, וכמה הם רחוקים. זה מאפשר לנו ללמוד הרבה יותר ממה שיכולנו מלימוד כוכבים בודדים.

הנתונים החדשים האלה יעוררו אסטרופיזיקאים ברחבי העולם, ואנחנו לא יכולים לחכות לחפור בהם כדי לראות מה אנחנו יכולים למצוא. ייתכן שנקבל חלק מהתשובות הללו בחודשים הקרובים, בעוד שהפקת התשובות האחרות עשויה להימשך זמן רב יותר.

למאמר ב-The Conversation

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

תגובה אחת

  1. בזמנו, כשרק נישלחה גאיה לחלל, ביקשתי/ הצעתי לפרופסור שי צוקר שהיה בצוות שחקר בגאיה, (ואולי עדיין שם) לבדוק בעזרת גאיה את תנועתו של הכפול- כפול בקבוצת נבל הידוע בשם אפסילון לירה (ADS11635).
    מה שידוע לגבי קבוצה זו שכוכב כפול סובב כוכב כפול אחר במרחק של כ 10,000 יחידות אסטרונומיות בניתוח תנועתם של שתי הזוגות יכול להוכיח או "חלילה" להפריך את נוסחת הגרביטציה של ניוטון ו/או חוקי קפלר למרחק של כעשרת אלפים יחידות אסטרונומיות (כשישית שנת אור). שזה הרבה יותר מכל מה שנימדד במערכת השמש. מעניין אם זה נעשה?
    אני הבחנתי בסטייה מחוקיי ניוטון. למתעניינים- מאמר 73 בבלוג שלי יקום פשוט.
    כל טוב ושבוע טוב.
    נא להגיב בעדינות
    סבדרמיש יהודה

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן