I astronomi kaster vi udtrykket ”lysår” tilsyneladende så hurtigt, som lyset selv rejser. En stjernes parallax - dens lille tilsyneladende skift en gang om året forårsaget af vores bevægende synspunkt på Jorden - fortæller sin afstand mere sandt end nogen anden metode.
Nøjagtige parallakser af nærliggende stjerner danner basen for hele den kosmiske afstandstige ud til de fjerneste galakser. Det er en vigtig videnskab, der er ved at tage et kæmpe spring fremad. Det Europæiske Rumagenturs længe ventede Gaia-observatorium - der blev lanceret 19. december 2013 - er nu klar til at begynde sin videnskabsmission.
Gaias mål er at skabe det mest nøjagtige kort endnu af Mælkevejen. Det vil præcisere placeringen af en milliard stjerner ned til 20th Størrelse - næsten en procent af alle stjerner i Mælkevejen.
"Vi vil… analysere en milliard - hvis ikke mere - stjerner med astrometri- og fotometriinstrumenterne, måle hver stjernes position og bevægelse op til 100 gange mere præcist end Gaias forgænger Hipparcos og for et langt større antal stjerner," sagde Giuseppe Sarri, ESAs Gaia-projektleder i en pressemeddelelse.
Selvom Gaias mål er vildledende enkelt, er det umuligt at gøre fra jordbaserede teleskoper, hvor turbulensen fra Jordens atmosfære simpelthen er for høj. Gaia omgår dette problem ved at være over Jordens atmosfære. Det vil måle afstande til en nøjagtighed på mindst 25 mikroarcsekunder. Det er som at måle den tilsyneladende bredde på et menneskehår i Chicago set fra New Yorks afstand.
For at gøre dette vil Gaia gentagne gange skanne himlen og observere hver af sine milliarder stjerner i gennemsnit 70 gange over fem år. Det vil dreje langsomt hver sjette time og feje sine to teleskoper over himlen og fokusere lyset fra deres separate felter på det største digitale kamera, der nogensinde er flyvet i rummet, med næsten en milliard pixels.
Når stjernerne kører hen over kameraet, måles de relative positioner for alle detekterede stjerner. Over tid bygges et komplet netværk af positioner, der til sidst giver et meget nøjagtigt 3D-kort.
Gaia er nu klar til at begynde sin fem-årige videnskabsfase, men det ville ikke være en sand videnskabsmission uden et par uventede fejl.
Et problem, der blev afsløret tidligt, var vandfrysning på nogle dele af optikken, hvilket medførte en midlertidig reduktion i transmission af teleskopene. Vandet blev sandsynligvis fanget i rumfartøjet inden lanceringen og dukkede op, når det var i et vakuum. Opvarmning af den berørte optik for at fjerne isen løste stort set problemet.
Et andet problem er et højere niveau af "omstrejfende lys", der når Gaias kamera end forventet før lancering. Det ser ud til at være en blanding af lys fra solen, der finder vej forbi Gaias solskærm med 10 meter i diameter og lys fra andre astronomiske objekter. Denne påvirkning bør være mere betydelig for alle observerede svage stjerner.
”Vi optimerer imidlertid onboard-softwaren for at mindske så meget som muligt påvirkningen forårsaget af disse højere baggrundslysniveauer, og vi er sikre på, at vi ikke vil være langt væk fra vores oprindelige og noget konservative estimat om at studere 150 millioner stjerner med [ det] radiale hastighedsspektrometer, som planlagt, ”sagde Sarri.
Endelig indeholder Gaia en laseranordning designet til at måle adskillelsesvinklen mellem dens to teleskoper. Dette er nødvendigt for at korrigere for forventede periodiske variationer forårsaget af termiske ændringer, når Gaia spinner. Selvom systemet fungerer, er de detekterede variationer større end forventet, så der vil blive gjort yderligere bestræbelser på at måle variationerne nøjagtigt.
Ikke desto mindre har test foretaget under idriftsættelse vist, at Gaia muligvis er i stand til at yde bedre end forventet i nogle tilfælde. På den ene side kan det være muligt at udvide Gaias rækkevidde til stjerner endnu svagere end 20th Størrelse, mens softwareændringer på den anden side muliggør, at Gaia kan måle næsten alle de lyseste stjerner på himlen, der tidligere var udelukket som værende for lyse til et så følsomt system.
”Idriftsættelsesfasen har været udfordrende, og selv om nogle aktiviteter er i gang, er Gaia alt i alt i god form til at opfylde sit løfte - alle de videnskabelige kernemål er stadig opnåelige, som håbet,” sagde Timo Prusti, ESAs projektforsker for Gaia.
Du kan følge Gaias mission og fremtidige videnskabelige resultater på sin helt egen blog.
