L'astrometria permette di disegnare mappe del cielo
L'astrometria permette di disegnare mappe del cielo. Ryan Hutton/Unsplash, CC BY-SA
  • Categoria dell'articolo:Scienza
  • Ultima modifica dell'articolo:14 Giugno 2022

L’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha appena rilasciato l’ultima versione della mappa più accurata della Via Lattea.

Oltre alla posizione delle stelle, al loro movimento, alla loro brillantezza e al loro colore, contiene sempre più dettagli sulle loro proprietà fisiche come la loro temperatura superficiale, la loro composizione chimica, la loro età in particolare, che consentono di affrontare le principali domande scientifiche.

Queste informazioni permettono di comprendere la storia della nostra galassia, ed in particolare l’impatto dei meccanismi di accrescimento (o “fusione”) delle galassie nane sulla formazione e l’evoluzione della Via Lattea. Questo nuovo catalogo offre anche il più grande catalogo di stelle binarie, fornisce le proprietà di milioni di stelle variabili, informazioni sulla materia interstellare, ma anche le caratteristiche degli asteroidi nel sistema solare e quelle delle galassie e dei quasar nell’Universo molto lontano.

Offre così una raccolta di dati utili a tutti i campi disciplinari dell’astrofisica.

Il satellite astrometrico Gaia dell’Agenzia spaziale europea è stato lanciato il 19 dicembre 2013. Da allora ha eseguito una scansione sistematica del cielo con l’obiettivo di mapparlo, per una durata inizialmente prevista di 5 anni. Le condizioni tecnologiche che consentiranno l’operatività della missione, essendo ancora operative, saranno proseguite fino al 2025.

L’astrometria è la branca più antica dell’astronomia, che mira a misurare le posizioni e i movimenti delle stelle. Sulla volta celeste, ovviamente, non misuriamo le distanze usando un metro, tutto si traduce in una misura dell’angolo, tra due stelle, o tra una stella e una posizione di riferimento definita sul cielo. La forza di Gaia è la sua capacità di misurare piccoli angoli. Dotato di due telescopi la cui posizione relativa è molto stabile, nonché di un rivelatore con 1 milione di pixel, e situato al di fuori dell’atmosfera terrestre che offusca l’osservazione, il satellite Gaia può così risolvere dettagli angolari così piccoli solo tre miliardesimi di grado (il dimensione di una moneta da un euro vista dalla Luna). Metodo della parallasse, per quasi due miliardi di stelle nella Via Lattea.

Il movimento della Terra attorno al Sole in un anno induce un movimento apparente delle stelle, chiamato effetto di parallasse. Questo spostamento apparente è inversamente proporzionale alla distanza della stella: più è vicina, maggiore sembra il suo spostamento, allo stesso modo in cui l’albero vicino alla ferrovia sembra muoversi più della montagna lontana per il viaggiatore in treno. La stella più vicina, Proxima Centauri, ha uno spostamento apparente che copre un angolo molto piccolo: prendi il grado, la piccola graduazione di un goniometro, e dividilo per 5140, e avremo un’idea del suo spostamento apparente durante il anno.

Una straordinaria raccolta di dati

I dati satellitari vengono elaborati sul campo dal Consorzio per l’elaborazione e l’analisi dei dati (DPAC), nel quale sono coinvolti molti team francesi a tutti i livelli della catena di elaborazione dei dati. Ciò si traduce in cataloghi successivi, chiamati DR per “data release”, che vengono pubblicati durante la missione: DR1 a settembre 2016, DR2 ad aprile 2018, poi DR3 a giugno 2022.

I primi tre cataloghi hanno già avuto un forte impatto in tutti i campi della disciplina astrofisica, con quasi 5.000 risultati pubblicati su riviste scientifiche specializzate (scoperte a migliaia di nuove stelle come nane bianche, nane brune, asteroidi, ecc.). Ogni nuovo catalogo offre la promessa di nuove scoperte. Porta precisione, accuratezza e omogeneità che costituiscono importanti progressi nella conoscenza della Via Lattea e oltre.

Tanta strada tra osservazioni e dati pubblicati

La produzione di ogni catalogo è un progetto a sé stante. Porta un nuovo livello di complessità che richiede la progettazione e l’implementazione di metodi innovativi nell’elaborazione dei dati. Le ragioni di ciò sono l’aumento del numero di osservazioni da elaborare, la produzione di nuovi parametri astrofisici con ogni versione, nonché il miglioramento della precisione delle misurazioni che richiede la considerazione di effetti sempre più fini.

Infine, ogni catalogo richiede la validazione di dati sempre più precisi, ad esempio confrontandoli con altre osservazioni o con simulazioni ricavate da modelli. Passano così più di due anni tra il momento in cui vengono acquisite le ultime osservazioni e la consegna del catalogo alla comunità scientifica (per essere più precisi, il catalogo è libero da accesso a tutti, non solo agli scienziati, anche se si tratta di soprattutto chi lo sfrutterà).

L’avventura continua

Il DPAC sta ora lavorando alla produzione di DR3 la cui uscita è prevista per la primavera del 2022. Ne seguiranno altri due, DR4 a fine 2025 e DR5 a fine 2030. Un ulteriore salto sarà fatto con questi ultimi cataloghi, con l’aggiunta di nuovi prodotti. DR3 sarà così completato da parametri fisici come temperatura, raggio, massa, ecc. di 300 milioni di stelle, curve di luce di sette milioni di stelle variabili, parametri orbitali di stelle binarie, classificazioni morfologiche di due milioni di galassie e quasar, un catalogo dedicato a le Nubi di Magellano. DR4 nel frattempo sarà accompagnato dall’attesissimo catalogo di decine di migliaia di esopianeti, principalmente pianeti giganti gassosi.

Autore

Céline Reylé, Università della Franca Contea di Borgogna (UBFC)