I 2013 indsatte Det Europæiske Rumorganisation (ESA) Gaia mission, et rumobservatorium designet til at måle positioner for himmellegemers bevægelser. I de sidste fire år Gaia har studeret fjerne stjerner, planeter, kometer, asteroider, kvasarer og andre astronomiske objekter, og de data, den har erhvervet, vil blive brugt til at konstruere det største og mest præcise 3D-rumskatalog nogensinde lavet, i alt 1 milliard objekter.
Brug af data leveret af Gaia, et team af internationale forskere udførte en undersøgelse af den for nylig opdagede stjerne klynge kendt som Gaia 1. Beliggende omkring 15.000 lysår fra Jorden og måler ca. 29 lysår i radius, er meget om denne klynge forblevet ukendt. Som sådan hjalp denne undersøgelse med at placere begrænsninger for en række mysterier i denne stjerne klynge, der inkluderer dens alder, metallicitet og oprindelse.
Af hensyn til deres undersøgelse, der for nylig blev vist i tidsskriftet Astronomi og astrofysik under titlen "Detaljeret kemisk overflodsanalyse af den tykke diskstjerneklynge Gaia 1" gennemførte teamet en detaljeret kemisk forekomstundersøgelse af Gaia 1 for at bestemme dens ukendte parametre. Fra dette er det sandsynligt, at nøjagtige skøn over dets alder og sammensætning nu er mulige.
Denne stjerne klynge blev første gang identificeret i maj 2017 takket være den første dataudgivelse - alias. Data Release 1 (DR1) - fra ESA. Baseret på fotometri leveret afGaia, Two Micron All-Sky Survey (2MASS), the Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) og Panoramic Survey Telescope og Rapid Response System (Pan-STARRS1) - objektet blev karakteriseret som en mellemalder (6,3 milliarder) år) og moderat metalrigt system.
Denne kombinerede fotometri indikerede også, at klyngen havde en radius på ca. 29 lysår og indeholdt så meget som 20.000 solmasser. Imidlertid fandt yderligere undersøgelser, at klyngen faktisk var langt mere metalrig end tidligere antaget. Dette indikerede, at Gaia 1 sandsynligvis ville være betydeligt yngre, idet estimater nu hævdede, at den var mindst 3 milliarder år gammel.
Derudover rejste disse efterfølgende undersøgelser også muligheden for, at klyngen havde en ekstra galaktisk oprindelse, baseret på det faktum, at den kredser omkring 5.500 lysår (~ 1,7 kpc) over Mælkevejens disk. For at afhjælpe dette brugte teamet - ledet af Andreas Koch fra University of Lancaster og Center for Astronomi Heidelberg - Gaia-data for at gennemføre en detaljeret undersøgelse af, hvor metalrig klyngen var for at få en bedre idé om dens alder .
Som de sagde i deres undersøgelse: ”[T] fokuserer hans arbejde på en detaljeret kemisk overflodeanalyse af fire røde gigantmedlemmer i Gaia 1, baseret på højopløsningsspektroskopi, som vi supplerer med en undersøgelse af orbitalegenskaberne i dette overgangsobjekt .” Dette bestod af at måle forekomsten af 14 elementer i disse røde kæmpe stjerner, som blev valgt fra 2MASS-undersøgelsen.
Det, de bestemte, var, at Gaia 1 var mere metalfattig end tidligere forventet, hvilket indikerede, at den er ældre end de reviderede aldersværdier, der er angivet - mellem 3 og 5,3 milliarder år gamle. Derudover målte de også de rette bevægelser og kredsløb for de fire målstjerner ved hjælp af data, der blev opnået fra det femte amerikanske Naval Observatory CCD Astrograph Catalog (UCAC5).
Denne information afslørede, at de fire målstjerner i løbet af deres bane nåede en maksimal afstand på 3.262 lysår (1,0 kpc) over den galaktiske disk, hvilket var en indikation af, at de ikke var ekstra-galaktiske oprindelsesstatus. Sidst, men ikke mindst, indikerede de, at Gaia 1's struktur ikke rigtig stemmer overens med strukturen i en kugleformet klynge, som den oprindeligt blev betegnet. Som de konkluderer i deres undersøgelse:
”Dette bekræfter, at Gaia 1 snarere er en massiv og lysende åben klynge end en lavmasse kugleformet klynge. Endelig styrker orbitalberegninger af målstjernerne vores kemiske fund af Gaia 1's nutidige medlemskab af den tykke disk, selvom det forbliver uklart, hvilke mekanismer der sætter det på det sted. "
Mens denne undersøgelse har bidraget til at placere begrænsninger for et af et nyligt opdagede Gaia-objekt, anerkender teamet, at der stadig er meget at opdage omkring denne stjerne klynge. De anerkender også, at der er en fejlmargin, når det kommer til deres undersøgelse, og at der er behov for yderligere forskning, inden Gaia 1 kan klassificeres korrekt.
”Dog kan antydningen af en metallicitet spredt mellem forskellige undersøgelser i litteraturen pege mod en mere kompleks oprindelse, der kan involvere en endnu mere massiv stamfader,” siger de. ”Spørgsmålet om dens nøjagtige dannelse og oprindelse forbliver således uklart og skal vente på flere data, såsom de nøjagtige og nøjagtige parallakser, som Gaia kan tilbyde.”
Denne nyopdagede klynge og alle forsøg på at forstå den bedre er blot toppen af isbjerget, når det kommer til hvad Gaia mission har afsløret indtil videre. Den anden officielle frigivelse af Gaia-data - også. Gaia DR2 - er planlagt til at finde sted i april 2018. Dette vil blive efterfulgt af en tredje udgivelse i 2020 og, med undtagelse af eventuelle missionsudvidelser, en fjerde og sidste frigivelse i 2022.
