تعمل جايا على إنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد دقيقة بشكل لا يصدق لأكثر من مليار نجم في درب التبانة وخارجها. إنها ترسم خرائط لحركتها، ولمعانها، ودرجة حرارتها، وتكوينها. سيوفر هذا التعداد النجمي الضخم البيانات اللازمة للإجابة على سلسلة من الأسئلة المهمة حول أصل وبنية وتاريخ تطور مجرة درب التبانة.
كشفت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) بالتعاون مع Gaia عن بيانات جديدة في شكل خمسة إصدارات رئيسية للمنتجات. النتائج مثيرة للغاية وهي أيضًا المعاينة الأولى للإصدار الرابع من كتالوج Gaia star (GaiaDR4)، والذي من المتوقع أن يتم إصداره في نهاية عام 2025.
ويقوم القمر الصناعي غايا برسم خرائط السماء منذ عام 2014، وتشمل خرائطه نجوما أكثر خفوتا مليون مرة مما يمكن رؤيته بالعين المجردة. سيتم إصدار النسخة الثالثة الأكثر اكتمالا وتفصيلا من كتالوج النجوم (GaiaDR3) في يونيو 2022، وهو ما يعد علامة فارقة في أبحاث الفيزياء الفلكية. إن المسافات النجمية الدقيقة بشكل استثنائي، والحركات والمعلمات الأساسية لجايا، بالإضافة إلى تصنيف النجوم الزائفة والقياسات الفلكية الدقيقة للكويكبات، أصبحت الآن جزءًا من العمل اليومي والأبحاث التي يقوم بها معظم علماء الفلك.
يعد العنقود النجمي الكروي أوميغا قنطورس (Omega Centauri) أحد أبرز البيانات الصادرة حديثًا. يحتوي العنقود على حوالي 10 ملايين نجم ويبدو كثيفًا جدًا في السماء، مما يشكل تحديًا لجايا لحلها. ضع في اعتبارك أنه من المتوقع أن يستخدم GaiaDR4 تقنيات مختلفة لمعالجة البيانات في المناطق الأكثر كثافة والأكثر إثارة للاهتمام. أدت إعادة معالجة مجموعة أوميغا سنتوري إلى استعادة القياسات الفلكية والضوئية لـ 526.587 نجمًا إضافيًا في قلبها.
على الرغم من أن جايا رصدت نفس النجوم عدة مرات على مدى فترات مختلفة، إلا أن وكالة الفضاء الأوروبية لم تنشر سوى قياسات متوسطة حتى الآن. هذا لا يمنع جايا من تحديد النجوم المتغيرة، لكن الخصائص مثل القياس الضوئي اللحظي والسرعة الشعاعية المستخدمة في عملية التصنيف لم يتم نشرها بعد. بينما ننتظر Gaia DR4، سيتم إصدار جميع بيانات الرصد (الجافية والمتوسطة)، مع إصدار بعض بيانات السلاسل الزمنية عالية الجودة التي تم الحصول عليها لـ 9164 نجمًا متغيرًا طويل الأمد كجزء من إصدارات المنتجات الرئيسية هذه، والتي ستساعد المجتمع العلمي على الاستعداد لكمية كبيرة من البيانات التي ستوفرها Gaia في عام 2025.
المسافة بين النجوم ليست فارغة تماما. وهو مملوء بغاز وغبار منخفض الكثافة يتكون من ذرات وأيونات وجزيئات. تمتص هذه المادة بين النجوم الضوء وتشتته، مما يتسبب في استمرار تدفق ضوء النجم في الاحمرار والضعف. تظهر سمات واسعة أخرى في الأطياف النجمية، والمعروفة باسم "نطاقات الانتشار بين النجوم". وهي ناجمة عن امتصاص جزيئات معقدة للغاية موجودة في الوسط البينجمي في اتجاهات معينة. توجد مثل هذه التشتتات بين النجوم ضمن نطاق الطول الموجي لمقياس غايا للسرعة الشعاعية، الذي يتتبع تكوين القرص المجري وأذرعه الحلزونية.
عند أحد طرفي مقياس المسافة، بالقرب من حدود كوننا المرئي، يكتشف جايا النجوم الزائفة. قد تكون بعض هذه النجوم الزائفة قريبة جدًا من المجرات الضخمة في السماء، مما يؤدي إلى انحناء مسارات الضوء الخاصة بها بواسطة بئر الجاذبية للمجرة، مثل المرور عبر العدسة. يمكن استخدام سراب الجاذبية الناتج عن العدسات لتقدير عمر الكون ومعدل توسعه بشكل مباشر. خلال الأشهر القليلة الماضية، اكتشف فريق غايا 381 نجمًا مرشحًا جديدًا للسراب والسراب.
وعلى الطرف الآخر من مقياس المسافة، أعاد فريق جايا معالجة 156,764 كويكبًا، ولكن باستخدام بيانات 66 شهرًا بدلاً من بيانات DR3 البالغة 34 شهرًا. ونتيجة لذلك، فإن عمليات رصد معظم كويكبات الحزام الرئيسي تغطي الآن دائرة كاملة حول الشمس، مما يؤدي إلى إغلاق المدار وبالتالي تحسين دقة المدار بشكل كبير.
المساهمات والآفاق المستقبلية
وقد لعبت خبرة علماء الفيزياء الفلكية في جامعة لوفين في بلجيكا، والمرصد الملكي البلجيكي، وجامعة بروكسل الحرة، وجامعة أنتويرب، وجامعة لييج دورًا مهمًا في معالجة وتحليل بيانات غايا، ولا سيما في تنفيذ إصدارات المنتجات الرئيسية. تم دعم عملهم من قبل المكتب الفيدرالي البلجيكي لسياسة العلوم (BELSPO) من خلال برنامج ESA PRODEX. بالإضافة إلى توفير بيانات جديدة لاستكمال الإصدار الثالث من كتالوج Gaia Star، يوفر إطلاق المنتج الرئيسي أيضًا إثباتًا لمفهوم العديد من الميزات الجديدة المطبقة في مسار تحليل البيانات، مما يضاعف حجم بيانات DR4. إنها توفر نظرة عامة أساسية ومفيدة لجميع الوعود التي سيحققها الإصدار الرابع من كتالوج النجوم.