تهیه نقشه سه‌بعدی از کهکشان راه شیری

تلسکوپ فضایی گایا (Gaia سرواژۀ  Global Astrometric Interferometer for Astrophysics) مأموریت دارد که در طول پنج سال فعالیت تا سال ۲۰۲۰/۱۳۹۹ با تصویربرداری از یک بیلیون ستاره، نقشه و کاتالوگی دقیق از اجرام موجود در کهکشان راه شیری تهیه کند.

گایا حاوی دو تلسکوپ دوقلو، دستگاه طیف‌سنجی و نورسنجی در دو طول موج متفاوت و بزرگ‌ترین دوربین دیجیتال است که تاکنون در فضا استفاده شده است. همچنین، دارای ۱۰۶ دستگاه جفت شدۀ CCD و تصویربردارهایی است که در آرایه کانونی هم‌مرکز با یک بیلیون پیکسل تشکیل شده‌اند. این تلسکوپ در نقطۀ لاگرانژی L2 در فاصلۀ ۱/۵ میلیون کیلومتری _نقطه‌ای تعادلی و بی‌تأثیر از گرانش ماه و خورشید_ قرار دارد. عملکرد آن به این‌گونه است که با چرخش کامل در هر شش ساعت یکبار به تدریج مساحت‌های بیشتری از فضا جارو می‌کند؛ به‌طوری که مثلاً از ستاره‌ای که در هدف قرار می‌گیرد ۷۰ بار در طول این پنج سال داده به دست می‌آید و به‌این‌ترتیب داده‌های کامل‌تری جمع‌آوری می‌شود. 

در این تلسکوپ، دو دریچه تعبیه شده است که نور دریافتی از ستارگان را از طریق ده آینۀ اپتیکی به حسگرهای تصویربرداری می‌رساند. در این مرحله تمرکز بر اجرامی است که قرار است بررسی شوند و این به معنای بهینه‌سازی در ذخیره‌سازی اطلاعات جمع‌آوری شده است. بعد از هدف قرار گرفتن جرم با دستگاه‌های مختلف جزئیاتی دربارۀ دما، ابعاد، ترکیبات شیمیایی و سرعت شعاعی به دست می‌آید که این اطلاعات به شکل داده‌های باینری به زمین فرستاده می‌شود. گایا هر روز ۴۰ گیگابایت داده (معادل ده حلقه دی‌وی‌دی) یا به عبارتی، در طول کل مدت مأموریتش ۷۳ ترابایت داده دریافت می‌کند. این بدون در نظر گرفتن داده‌هایی است که ذخیره نمی‌شوند، چون با احتساب داده‌های حذف شده، یک پتابایت (معادل یک میلیون گیگابایت) داده دریافت می‌شود. 

این داده‌های خام را متخصصان دیپاک (DPAC سرواژۀ Data Processing and Analysis Consortium به معنای کنسرسیوم تحلیل و داده‌پردازی) تحلیل می‌کنند که ۴۵۰ متخصص از سراسر اروپا عضو آن هستند و به این داده‌ها دسترسی دارند. (برای مطالعۀ گفت‌وگوی اختصاصی با یکی از اعضای این کنسرسیوم به شمارۀ ۲۵۹ مجله نجوم مراجعه کنید.)

بعد از تحلیل داده‌های خام، داده‌هایی انتشار می‌یابد که مورد استفاده محققان قرار می‌گیرد. آنها هم با استفاده از نرم‌افزار‌هایی چون: پایتون (Python) و تاپ کت (TOPCAT)، اطلاعات مورد نیاز را از این داده‌ها استخراج می‌کنند.

داده‌های جمع‌آوری شدۀ تلسکوپ گایا در طول پنج سال، به‌تدریج منتشر می‌شود و هر بار در انتشار داده‌ها (DR سرواژۀ Data Release) جزئیات بیشتری از ویژگی اجرام هدف‌گذاری شده به دست می‌آید. انتشار داده‌ها (DR1) برای نخستین‌بار در ۲۴ شهریور ۱۳۹۵/ ۱۴سپتامبر ۲۰۱۶ صورت گرفت و نقشه‌ای از یک بیلیون ستاره از کهکشان راه شیری به دست آمد. برای انتشار بعدی داده‌ها (DR2) هم فروردین ۹۷/ آوریل ۲۰۱۸ در نظر گرفته شده است.

در نهایت بعد از انتشار پنجمین (آخرین) انتشار داده‌ها تا سال ۲۰۲۰/۱۳۹۹، کاتالوگی جامع شامل لیستی از سیارات فراخورشیدی و اجرامی چون ابرنواخترها، اختروش‌ها، ستاره‌های RR شلیاقی، متغیرهای قیفاووسی و حتی سیارک‌ها و غیره به دست خواهد آمد. به‌این‌ترتیب، اطلاعات بیشتری در‌خصوص تحولات کهکشان راه شیری از زمان شکل‌گیری‌اش خواهیم داشت.

برای کار با نقشۀ سه‌بعدی کیهان و جست‌وجوی جرم مورد نظر به آرشیو داده‌های گایا مراجعه کنید:

http://gea.esac.esa.int/visualization/

مترجم: سارا مطلبی/ مجله نجوم

ویراستار: منا رجبیه فرد

منبع: http://sci.esa.int/gaia