Bản đồ Dải Ngân hà mới cho thấy một tỷ ngôi sao đang chuyển động

Dữ liệu này sẽ làm cơ sở cho các nghiên cứu bao gồm từ nguồn gốc, sự tiến hóa của Thiên hà cho đến định vị vật chất tối.

Gaia, thuộc Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA), cất cánh vào cuối năm 2013 và bắt đầu quan sát các ngôi sao từ tháng 7/2014 ở độ cao 1,5 triệu km so với Trái đất. Đài quan sát này liên tục quét bầu trời và hiện đã đo nhiều lần vị trí của các ngôi sao, cho phép các nhà khoa học theo dõi chuyển động gần như không thể nhận thấy của các ngôi sao trên Thiên hà năm này qua năm khác. Khi Gaia đi theo Trái đất quay quanh Mặt trời, góc nhìn thay đổi của nó cũng làm cho vị trí biểu kiến ​​của các ngôi sao thay đổi một chút - thường là một góc phần triệu độ. Các hiệu số này có thể được sử dụng để tính toán khoảng cách của các ngôi sao với Hệ Mặt trời của chúng ta, sử dụng một kỹ thuật gọi là thị sai.

Loại thông tin mà Gaia cung cấp là cốt lõi của ngành thiên văn. Đặc biệt, nếu không có phép đo khoảng cách đáng tin cậy thì khó đoán kích thước, tuổi và độ sáng của một ngôi sao, và do đó khó lập mô hình cấu trúc và sự tiến hóa của nó.

Theo Floor van Leeuwen, nhà thiên văn học tại Đại học Cambridge, Vương quốc Anh, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu hai bộ dữ liệu do Gaia cung cấp vào năm 2016 và 2018. Hai bộ dữ liệu này quan trọng đến mức hiện chúng đang được trích dẫn 3.000 lần mỗi năm. Một trang web đã đếm được 4.324 bài báo dựa trên dữ liệu Gaia cho đến nay. "Bạn có thể thấy ảnh hưởng của dữ liệu Gaia lan rộng trong toàn bộ ngành thiên văn học," van Leeuwen nói.

Sau khi bản cập nhật dữ liệu mới nhất được công bố vào ngày 3/12 năm nay, các nhà thiên văn học đã bắt đầu đăng tweet về việc kiểm tra các ngôi sao yêu thích của họ. “Giống như món quà Giáng sinh sớm cho các nhà thiên văn học”, Michelle Collins ở Đại học Surrey, Vương quốc Anh, viết trên dòng tweet.

Bản cập nhật mới nhất của Gaia bao gồm 1,3 terabyte - so với 551 gigabyte của bản trước đó - và dựa trên dữ liệu khoảng ba năm. Lần này, Gaia đã mở rộng danh mục sao thêm 15%, lên 1,8 tỷ ngôi sao, và các phép đo của nó cũng trở nên chính xác hơn. So với năm 2018, các phép đo khoảng cách của Gaia tốt hơn 50% và các phép đo vận tốc sao tốt hơn 100%, van Leeuwen nói.

Để đạt được tiến bộ này, nhóm vận hành Gaia đã phải khắc phục một sự cố không mong muốn. Khi Gaia quay, ánh sáng mặt trời chiếu vào nó ở các góc khác nhau, làm biến đổi hình dạng của nó một chút và điều này ảnh hưởng đến các phép đo vị trí sao nhiều hơn dự kiến. Nhưng nhóm nghiên cứu hiện đã học được cách điều chỉnh hiệu ứng này, ít nhất là một phần, theo van Leeuwen. Điều này có nghĩa là đối với những ngôi sao cách xa Hệ Mặt trời lên tới khoảng 5.000 parsec (16.000 năm ánh sáng), nó có thể đo khoảng cách với độ chính xác lên đến 10%. Vào thời điểm nhiệm vụ kết thúc, nhóm dự kiến ​​sẽ đạt được mức độ chính xác này với các ngôi sao trong khoảng cách 10.000 parsec.

Dữ liệu mới được phát hành bao gồm một cuộc "điều tra dân số" hoàn chỉnh về vùng lân cận của Mặt trời: tất cả, trừ những ngôi sao mờ nhất trong vòng 100 parsec (326 năm ánh sáng), tổng cộng có hơn 300.000 vật thể. Phép đo chi tiết của Gaia về chuyển động của các vì sao cũng cho phép các nhà nghiên cứu dự đoán bầu trời đêm của Trái đất sẽ trông như thế nào trong 1,6 triệu năm tới: tất cả các chòm sao chúng ta đang thấy cuối cùng sẽ biến mất.

Ngoài các ngôi sao, Gaia còn lập bản đồ các chuẩn tinh, các trái tim rực lửa của các thiên hà khác xa hơn nhiều. Chuẩn tinh ở quá xa để hiển thị bất kỳ thị sai nào và về cơ bản, chúng có vẻ bất động - điều này khiến chúng trở thành điểm tham chiếu lý tưởng để theo dõi chuyển động của những thứ khác, bao gồm cả các mảng kiến tạo trên Trái đất.

Bộ dữ liệu hoàn chỉnh hơn sẽ được xuất bản vào năm 2022 và bao gồm các phổ sao được cập nhật. Nó cũng sẽ cho thấy hàng nghìn ngôi sao đang chao đảo dưới lực hấp dẫn của một vật thể khác, cung cấp một công cụ mới để khám phá hàng nghìn hành tinh lớn. Sau đó, nhóm vận hành Gaia dự kiến sẽ tạo ra ít nhất một bản đồ Thiên hà cải tiến hơn. Gaia có đủ nhiên liệu để tiếp tục hoạt động cho đến năm 2025.