Ultima luce stellare per la rivoluzionaria Gaia

Al lavoro nello spazio a partire dal 19 dicembre 2013, il carburante di Gaia si sta via via esaurendo. Circa una dozzina di grammi di gas freddo al giorno vengono impiegati da Gaia per girare con precisione.Tuttavia, siamo ben lontani dalla fine della missione. Prima di essere spostata nella sua orbita di "pensionamento", Gaia sarà sottoposta a una serie di test tecnologici, previsti per le prossime settimane. Mentre la pubblicazione dell'ingente quantità di dati ricavati è prevista in anni futuri, rispettivamente nel 2026 e alla fine di questo decennio.

"La data odierna segna la fine della fase di osservazioni scientifiche e siamo lieti di celebrare la conclusione di questo incredibile periodo. Durando quasi il doppio di quanto preventivato, la missione ha superato tutte le nostre aspettative," afferma la Direttrice Scientifica dell'ESA Carole Mundell. 

"Il tesoro di dati raccolti da Gaia ci ha fornito importanti informazioni sull'origine e l'evoluzione della Via Lattea, la nostra galassia, e ha anche trasformato l'astrofisica e la scienza del sistema solare in modi che dobbiamo ancora apprezzare a pieno. Gaia è stata resa possibile dall'eccellenza europea nel campo dell'astrometria e lascerà un'eredità duratura per le generazioni future."

"Gaia ha finito di raccogliere dati scientifici dopo 11 anni nello spazio, dove è sopravvissuta agli impatti di micrometeoriti e tempeste solari lungo la strada. Ora, tutti gli occhi si rivolgono verso la preparazione della prossima pubblicazione dei dati," afferma Johannes Sahlmann, Scienziato di Progetto di Gaia. 

"Sono entusiasta delle prestazioni di questa incredibile missione e delle scoperte che ci attendono."

Gaia ci fornisce la mappa della Via Lattea più accurata

Il mappatore spaziale ha tracciato le posizioni, le distanze, i movimenti, i cambiamenti di luminosità, la composizione e numerose altre caratteristiche delle stelle, monitorandole ripetutamente con i suoi tre strumenti nel corso della missione. 

Questo ha permesso a Gaia di raggiungere il suo obiettivo primario di costruire l'atlante più grande e dettagliato della Via Lattea, mostrandoci la nostra galassia come nessun'altra missione ha mai fatto prima. Grazie a questo, ora abbiamo anche e ricostruito un modello di come la nostra galassia potrebbe apparire a un osservatore esterno. Questa nuova realizzazione grafica della Via Lattea incorpora i dati di Gaia e una moltitudine di studi effettuati negli ultimi dieci anni.

"Rispetto ai modelli precedenti, la nuova versione contiene cambiamenti importanti, perché Gaia ha cambiato la nostra percezione della Via Lattea. Anche le idee di base come la rotazione della barra centrale della nostra galassia, la curvatura del disco, la struttura dettagliata dei bracci a spirale e la polvere interstellare vicino al Sole sono state rivalutate," afferma Stefan Payne-Wardenaar, visualizzatore scientifico presso il Max Planck Institute for Astronomy in Germania.

"Tuttavia, le parti distanti della Via Lattea rimangono ipotesi basate su dati incompleti. Con i dati ulteriori rilasciati da Gaia, la nostra visione della galassia diventerà ancora più accurata."

La macchina della scoperta del decennio

Le ripetute misure di Gaia delle distanze stellari, dei moti e delle caratteristiche sono fondamentali per eseguire 'archeologia galattica' sulla nostra Via Lattea, rivelando anelli mancanti nella storia complessa della nostra galassia per aiutarci a saperne di più sulle origini. Dal rilevamento di 'residui' di altre galassie e dei flussi di stelle antiche che si sono fuse con la Via Lattea in un lontano passato, fino alla ricerca di prove per una collisione in corso con la galassia nana del Sagittario, Gaia sta riscrivendo la storia della nostra galassia e facendo previsioni sul suo futuro.

Nel processo di scansione delle stelle nella nostra galassia, Gaia ha anche individuato altri oggetti, dagli asteroidi nel nostro sistema solare ad altre galassie e ai quasar – i centri luminosi e attivi delle galassie alimentate da buchi neri super massicci – al di fuori della Via Lattea.

Gaia ha fornito orbite precise di oltre 150.000 asteroidi e misurazioni di alta qualità tali da scoprire possibili lune attorno a centinaia di essi. Ha anche creato la più grande mappa tridimensionale di circa 1,3 milioni di quasar, tra cui il più luminoso splendeva già da quando l'Universo aveva solo 1,5 miliardi di anni.

Inoltre, Gaia ha scoperto una nuova tipologia di buco nero, tra cui uno con una massa di quasi 33 volte la massa del Sole, nascosto nella costellazione dell'Aquila, a meno di 2.000 anni luce dalla Terra – si tratta del primo avvistamento di un buco nero di origine stellare di dimensioni tali all'interno della Via Lattea. 

"È impressionante che queste scoperte si basino solo sui primi anni di dati di Gaia e che molte siano emerse solo nell'ultimo anno. Gaia è stata la macchina di scoperta del decennio, una tendenza destinata a continuare," afferma Anthony Brown, Presidente del Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC) e con sede presso l'Università di Leiden nei Paesi Bassi.

Attenzione! Si prospettano delle eccezionali innovazioni scientifiche

I team scientifici e ingegneristici di Gaia stanno già lavorando a pieno regime sui preparativi per il Gaia Data Release 4 (DR4), previsto per il 2026. Il volume e la qualità dei dati migliorano a ogni iterazione e Gaia DR4, con una previsione di 500 TB di prodotti dati, non fa eccezione. Questa pubblicazione di nuovi dati coprirà i primi 5,5 anni della missione, corrispondenti alla durata originariamente prevista della missione.

"Questi sono i dati di Gaia che la comunità stava aspettando, ed è emozionante pensare che coprano solo la metà dei dati raccolti," afferma Antonella Vallenari, Vice Presidente del DPAC con sede presso l'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Osservatorio Astronomico di Padova, Italia. "Anche se la missione ha smesso di raccogliere dati, saremo come al solito occupati per molti anni, nel tentativo di analizzare e rendere disponibili questi incredibili set di dati."

Gaia DR4 è pronta a espandere il suo catalogo di stelle binarie, il più grande catalogo di questo tipo fino a oggi. Gaia ha una capacità unica di evidenziare i piccoli movimenti di coppie di oggetti celesti in orbita vicini l'uno all'altro e ha già individuato oggetti compagni attorno alle stelle luminose, che erano precedentemente ignoti. 

Per inciso, l'ultima osservazione mirata di Gaia, lo scorso 10 gennaio, è stata della coppia binaria 61 Cygni. Questa stella iconica ha attirato l'attenzione degli astronomi del XIX secolo, che eseguirono alcune delle prime accurate misurazioni del movimento e della parallasse del sistema binario. Le stesse tecniche utilizzate da Gaia per circa due miliardi di stelle.

Anche le scoperte degli esopianeti da parte di Gaia sono destinate ad aumentare con i prossimi set di dati grazie ai tempi più lunghi delle osservazioni che rendono molto più facile individuare le stelle delicatamente 'strattonate' dai pianeti in orbita. 

"Nel corso dei prossimi mesi, i team di elaborazione dati intensificheranno i loro preparativi per il quinto e ultimo rilascio di dati alla fine di questo decennio, coprendo tutti i 10,5 anni della missione," afferma Rocio Guerra, Gaia Science Operations Team leader con sede presso il Centro Europeo di Astronomia Spaziale (ESAC) dell'ESA vicino a Madrid in Spagna.

"Questo concluderà l'incredibile impegno di centinaia di esperti del centro operativo scientifico dell'ESAC, il team operativo di volo della missione presso il Centro Europeo Operazioni Spaziali (ESOC) dell'ESA in Germania e l'enorme consorzio di specialisti nell'elaborazione dei dati, che insieme hanno assicurato l'ottimo funzionamento di questa bellissima missione per così tanto tempo."

Il piano pensionistico di Gaia

Mentre le osservazioni scientifiche giungono al termine, gli operatori eseguiranno una serie di test tecnologici. I test hanno il potenziale di migliorare ulteriormente la calibrazione di Gaia, così da saperne di più sul comportamento di alcune tecnologie che sono rimaste per dieci anni nello spazio e al contempo aiutare la progettazione di future missioni spaziali. 

Dopo alcune settimane di test, Gaia lascerà la sua orbita attuale attorno al punto di Lagrange 2, a 1,5 milioni di km dalla Terra, nella direzione lontana dal Sole, per essere posizionata nella sua orbita eliocentrica finale, lontana dalla sfera di influenza terrestre. Il veicolo spaziale sarà passivato il 27 marzo 2025, per evitare danni o interferenze con altri veicoli spaziali.

Saluta Gaia!

Per effettuare i test tecnologici, l'orientamento di Gaia verrà modificato. Ciò significa che il satellite diventerà temporaneamente più luminoso e quindi più facilmente avvistabile con telescopi di dimensioni discrete (non sarà visibile a occhio nudo). Abbiamo redatto una guida per localizzare Gaia e invitiamo gli astronomi dilettanti a condividere le loro osservazioni.

"Gaia addolcirà il nostro commiato con questo finale, brillando tra le stelle prima del suo meritatissimo pensionamento," conclude Uwe Lammers, Gaia Mission Manager. "Un momento per celebrare questa missione trasformativa e ringraziare tutti i team che con oltre un decennio di duro lavoro hanno reso Gaia possibile, pianificando le sue osservazioni e garantendo l'arrivo senza interferenze dei suoi preziosi dati sulla Terra."