Pada 19 Desember 2013, Badan Antariksa Eropa (ESA) Gaia pesawat ruang angkasa turun ke angkasa dengan salah satu misi paling ambisius yang pernah ada. Selama misi 5 tahun yang direncanakan (yang baru-baru ini diperpanjang), observatorium ruang angkasa ini akan memetakan lebih dari satu miliar bintang, planet, komet, asteroid, dan quasar untuk membuat katalog 3D terbesar dari Bima Sakti yang pernah ada dibuat.
Rilis pertama dari Gaia data, yang berlangsung pada bulan September 2016, berisi jarak dan gerakan lebih dari dua juta bintang. Tetapi rilis data kedua, yang berlangsung pada 25 April 2018, bahkan lebih mengesankan. Termasuk dalam rilis ini adalah posisi, indikator jarak dan gerakan lebih dari satu miliar bintang, asteroid dalam Tata Surya kita, dan bahkan bintang di luar Bimasakti.
Sedangkan rilis data pertama didasarkan pada lebih dari satu tahun pengamatan, rilis data baru mencakup periode sekitar 22 bulan - yang berlangsung dari 25 Juli 2014, hingga 23 Mei 2016. Analisis awal data ini telah mengungkapkan baik-baik saja merinci sekitar 1,7 miliar bintang di Bima Sakti dan bagaimana mereka bergerak, yang penting untuk memahami bagaimana galaksi kita berevolusi dari waktu ke waktu.
Seperti yang dijelaskan oleh Günther Hasinger, Direktur Sains ESA, dalam siaran pers ESA baru-baru ini:
“Pengamatan yang dikumpulkan oleh Gaia mendefinisikan kembali dasar-dasar astronomi. Gaia adalah misi ambisius yang mengandalkan kolaborasi manusia yang besar untuk memahami sejumlah besar data yang sangat kompleks. Ini menunjukkan perlunya proyek-proyek jangka panjang untuk menjamin kemajuan dalam ilmu dan teknologi ruang angkasa dan untuk mengimplementasikan misi ilmiah yang bahkan lebih berani pada dekade mendatang.“
Ketepatan GaiaInstrumen telah memungkinkan untuk pengukuran yang sangat akurat sehingga dimungkinkan untuk memisahkan paralaks dari bintang - pergeseran nyata yang disebabkan oleh orbit Bumi di sekitar Matahari - dari pergerakan mereka melalui galaksi. Dari 1,7 milyar bintang yang di katalog, paralaks dan kecepatan (alias. Gerakan yang tepat) lebih dari 1,3 milyar bintang diukur dan terdaftar.
Untuk sekitar 10% dari ini, pengukuran paralaks begitu akurat sehingga para astronom dapat secara langsung memperkirakan jarak ke masing-masing bintang. Anthony Brown dari Leiden University, yang juga ketua Dewan Eksekutif Konsorsium Pemrosesan Data dan Analisis Gaia, menjelaskan:
“Rilis data Gaia kedua merupakan lompatan besar ke depan sehubungan dengan ESA‘s satelit Hipparcos, Gaia‘Pendahulunya dan misi luar angkasa pertama untuk astrometri, yang mensurvei sekitar 118.000 bintang hampir tiga puluh tahun yang lalu… Banyaknya bintang saja, dengan posisi dan gerakan mereka, akan membuat Gaia‘Katalog baru sudah cukup mencengangkan. Tapi ada lagi: katalog ilmiah unik ini mencakup banyak tipe data lainnya, dengan informasi tentang sifat bintang-bintang dan benda langit lainnya, membuat rilis ini benar-benar luar biasa.“
Selain gerakan bintang yang tepat, katalog ini memberikan informasi tentang berbagai topik yang akan menarik bagi para astronom dan astrofisika. Ini termasuk kecerahan dan pengukuran warna dari hampir semua 1,7 miliar bintang yang di katalog, serta informasi tentang bagaimana kecerahan dan warna berubah selama setengah juta bintang variabel dari waktu ke waktu.
Ini juga berisi kecepatan di sepanjang garis pandang tujuh juta bintang, suhu permukaan sekitar 100 juta, dan efek debu antarbintang terhadap 87 juta. Data Gaia juga berisi informasi tentang objek di Tata Surya kita, yang mencakup posisi 14.000 asteroid yang diketahui (yang akan memungkinkan penentuan yang tepat dari orbitnya).
Melampaui Bimasakti, Gaia memperoleh pengukuran yang lebih akurat dari posisi setengah juta quasar yang jauh - galaksi terang yang memancarkan sejumlah besar energi karena adanya lubang hitam supermasif di pusatnya. Di masa lalu, quasar telah digunakan sebagai kerangka referensi untuk koordinat langit semua objek di Gaia katalog berdasarkan gelombang radio.
Namun, informasi ini sekarang akan tersedia pada panjang gelombang optik untuk pertama kalinya. Ini, dan perkembangan lain yang dimungkinkan oleh Gaia, dapat merevolusi cara kita mempelajari galaksi kita dan Semesta. Seperti Antonella Vallenari, dari Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Observatorium Astronomi Padua, Italia, dan wakil ketua Dewan Eksekutif Konsorsium Pemrosesan Data, mengindikasikan:
“Data Gaia baru sangat kuat sehingga hasil yang menarik hanya melompat pada kita. Sebagai contoh, kami telah membangun diagram bintang-bintang Hertzsprung-Russell paling detail yang pernah dibuat di langit penuh dan kami sudah dapat melihat beberapa tren yang menarik. Rasanya seperti kita meresmikan era baru arkeologi Galactic.“
Diagram Hertzsprung-Russell, yang dinamai setelah dua astronom yang menyusunnya pada awal abad ke-20, merupakan dasar untuk studi populasi bintang dan evolusi mereka. Berdasarkan empat juta bintang yang dipilih dari katalog (yang semuanya berada dalam jarak lima ribu tahun cahaya dari Matahari), ilmuwan dapat mengungkapkan banyak detail bagus tentang bintang di luar Tata Surya kita untuk pertama kalinya.
Bersamaan dengan pengukuran kecepatan mereka, diagram Gaia Hertzsprung-Russell memungkinkan para astronom untuk membedakan antara populasi bintang yang berbeda usia, terletak di berbagai wilayah Bima Sakti (yaitu cakram dan lingkaran cahaya), dan yang terbentuk dalam berbagai cara. Ini termasuk bintang yang bergerak cepat yang sebelumnya dianggap milik halo, tetapi sebenarnya merupakan bagian dari dua populasi bintang.
"Gaia akan sangat memajukan pemahaman kita tentang Semesta pada semua skala kosmik," kata Timo Prusti, seorang ilmuwan proyek Gaia di ESA. "Bahkan di lingkungan Matahari, yang merupakan wilayah yang kami pikir paling kami pahami, Gaia mengungkapkan fitur-fitur baru dan menarik."
Misalnya, untuk subset bintang dalam beberapa ribu tahun cahaya Matahari, Gaia mengukur kecepatan mereka di ketiga dimensi. Dari ini, telah ditentukan bahwa mereka mengikuti pola yang mirip dengan bintang-bintang yang mengorbit galaksi dengan kecepatan yang sama. Penyebab pola-pola ini akan menjadi subjek penelitian di masa depan, karena tidak jelas apakah itu disebabkan oleh galaksi kita sendiri atau merupakan hasil interaksi dengan galaksi kecil yang bergabung dengan kita di masa lalu.
Terakhir tapi bukan yang akhir, Gaia data akan digunakan untuk mempelajari lebih lanjut tentang orbit 75 gugus bola dan 12 galaksi kerdil yang berputar di sekitar Bima Sakti. Informasi ini akan menjelaskan lebih lanjut tentang evolusi galaksi kita, gaya gravitasi yang memengaruhinya, dan peran yang dimainkan oleh materi gelap. Seperti yang dikatakan Fred Jansen, manajer misi Gaia di ESA, katakan:
“Gaia adalah astronomi yang terbaik. Para ilmuwan akan sibuk dengan data ini selama bertahun-tahun, dan kami siap dikejutkan oleh longsoran penemuan yang akan membuka kunci rahasia Galaksi kita.“
Rilis ketiga dari Gaia data dijadwalkan berlangsung pada akhir 2020, dengan katalog akhir diterbitkan pada 2020-an. Sementara itu, perpanjangan telah disetujui untuk Gaia misi, yang sekarang akan tetap beroperasi sampai akhir 2020 (akan dikonfirmasi pada akhir tahun ini). Serangkaian makalah ilmiah yang menggambarkan apa yang telah dipelajari dari rilis terbaru ini juga akan muncul dalam edisi khusus Astronomi & Astrofisika.
Dari evolusi bintang hingga evolusi galaksi kita, yang kedua Gaia rilis data sudah terbukti menjadi anugerah bagi para astronom dan astrofisika. Bahkan setelah misi berakhir, kita dapat berharap para ilmuwan masih akan menganalisis data dan belajar lebih banyak tentang struktur dan evolusi Alam Semesta kita.
