Gaia

Europese satelliet die de bewegingen van sterren van de Melkweg volgt.

Gaia

Ruimtesatelliet Gaia: de levensloop van onze Melkweg

Met de ruimtesatelliet Gaia (Global Astrometric Interferometer for Astrophysics) willen astronomen alles te weten komen over ons eigen sterrenstelsel, zijn geschiedenis, zijn huidige structuur en samenstelling, en zijn toekomst. Daarvoor gaat Gaia zeer nauwkeurige metingen doen aan meer dan een miljard sterren. Gaia zal ook binnen ons zonnestelsel nieuwe objecten zoals planetoïden vinden, en daarbuiten planeten detecteren die nooit eerder zijn waargenomen. De Europese ruimtevaartorganisatie ESA zal Gaia in 2013 lanceren.

Astrometrische gegevens

Om de levensloop van ons sterrenstelsel te kunnen bepalen, gaat Gaia (net als haar voorganger Hipparcos) de posities, afstanden en snelheden van de sterren meten. Dat zal hij met een voorheen ongekende scherpte doen: tot op de 10 miljoenste boogseconde nauwkeurig. Wie net zo scherp zou kunnen zien zou een menselijke haar kunnen onderscheiden op een afstand van 1000 km. Met die zogeheten astrometrische gegevens kan dan een uiterst precieze, dynamische 3D-kaart van de hele Melkweg worden gemaakt.

Fotometrische gegevens

Daarnaast zal Gaia meten hoeveel licht van verschillende kleuren elke ster uitstraalt. Die extra fotometrische gegevens vertellen astronomen meer over bijvoorbeeld de chemische samenstelling, temperatuur, massa en leeftijd van de ster. Die grootheden zijn van cruciaal belang voor het toetsen en verfijnen van theorieën over de vorming en de evolutie van sterren.

Planeten ontdekken

Als een planeet om een ster draait dan veroorzaakt zijn zwaartekrachtsaantrekking minieme, periodieke schommelingen in de positie en snelheid van de ster. Door zijn scherpe beeld kan Gaia die schommelingen in veel gevallen detecteren en kunnen astronomen daaruit afleiden dat er een planeet om de betreffende ster moet draaien. Een andere mogelijkheid is dat de totale hoeveelheid licht die een ster uitzendt een heel klein beetje afneemt doordat er een planeet voorlangs beweegt die een deel van het sterlicht tegenhoudt. Ook dit effect kan Gaia, afhankelijk van de eigenschappen van het ster-planeet-paar, meten. Op deze manieren verwachten astronomen bijna 30.000 nieuwe exoplaneten (planeten buiten ons zonnestelsel) te vinden.

Exotische objecten

Behalve naar sterren en exoplaneten gaat Gaia ook kijken naar allerlei exotische objecten. Bijvoorbeeld naar bruine dwergen; sterren die zo klein en koel zijn dat ze geen waterstof kunnen verbranden en dus nauwelijks licht uitstralen. Een ander voorbeeld zijn supernova's, de explosie van een zware ster aan het eind van zijn leven. Als Gaia een supernova waarneemt geeft ze de positie aan de hemel door zodat met telescopen op aarde naar de nagloeier gekeken kan worden. In ons eigen zonnestelsel zal Gaia meer dan 100.000 objecten ontdekken, met name planetoïden.

Nederlandse inbreng

Nederlandse astronomen nemen deel in de uitdagende taak om de fotometrische gegevens te analyseren. De rekenkracht die daarbij nodig is zal worden geleverd door GaiaGrid, een netwerk van computerclusters. In Nederland staan clusters bij ESTEC in Noordwijk en bij Dutch Space in Leiden. Ook willen Nederlandse astronomen onderzoeken waar nog meer naar gezocht zou kunnen worden in de enorme set gegevens die Gaia gaat verzamelen. Bijvoorbeeld of het mogelijk is om resten te vinden van kleine sterrenstelsels die door de Melkweg zijn opgeslokt. Astronomen denken dat zo’n stelseltje, het Sagittarius-dwergsterrenstelsel, in ons sterrenstelsel aan het schuiven is. Zijn sterren zullen daarna dan nog lang banen volgen die afwijkend zijn ten opzichte van het centrum van de Melkweg. In de Gaia-data hopen astronomen zulke afwijkende sterbanen te vinden en zo de turbulente geschiedenis van de Melkweg te ontrafelen.

Links

Gaia-website van ESA (Engels)