Secuencia de imágenes tomadas como parte de la campaña de seguimiento óptico basado en tierra del satélite Gaia de la ESA con el telescopio de prospección VLT (VST) de 2,6 metros del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile. Las estrellas de la imagen aparecen ligeramente alargadas, ya que el telescopio sigue a Gaia en lugar de las estrellas. Las observaciones se han apilado utilizando las estrellas como referencia para mostrar el movimiento de Gaia a través del cielo. Crédito:ESO, CC BY 4.0
Si bien la misión Gaia de la ESA ha estado estudiando más de mil millones de estrellas desde el espacio, Los astrónomos han estado monitoreando regularmente la posición del satélite en el cielo con telescopios en todo el mundo. incluido el Observatorio Europeo Austral en Chile, para refinar aún más la órbita de Gaia y, en última instancia, mejorar la precisión de su censo estelar.
Hace un año, la misión Gaia publicó su segundo conjunto de datos tan esperado, que incluía mediciones de alta precisión:posiciones, indicadores de distancia y movimientos propios de más de mil millones de estrellas en nuestra galaxia, la Vía Láctea. El catalogo, basado en menos de dos años de observaciones y casi cuatro años de procesamiento y análisis de datos por una colaboración de aproximadamente 450 científicos e ingenieros de software, Ha permitido estudios de transformación en muchos campos de la astronomía, generando más de 1000 publicaciones científicas en los últimos doce meses.
Mientras tanto en el espacio Gaia sigue escaneando el cielo y recopilando datos que se procesan para futuras versiones para lograr una precisión aún mayor en la posición y el movimiento de las estrellas y permitir estudios cada vez más profundos y detallados de nuestro lugar en el cosmos. Pero para alcanzar la precisión esperada para el catálogo final de Gaia, es crucial señalar la posición y el movimiento del satélite desde la Tierra.
Con este fin, los expertos en dinámica de vuelo del centro de operaciones de la ESA utilizan una combinación de técnicas, desde el rastreo y alcance de radio tradicionales hasta la observación simultánea utilizando dos antenas de radio, el llamado método delta-DOR. En un enfoque único y novedoso para la ESA, el seguimiento terrestre de Gaia también incluye observaciones ópticas proporcionadas por una red de telescopios de tamaño mediano en todo el planeta.
El telescopio de exploración VLT (VST) de 2,6 metros del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile registra la posición de Gaia en el cielo durante unas 180 noches al año.
Impresión artística de la nave espacial Gaia. Crédito:ESA / ATG medialab
"Esta es una emocionante colaboración espacio-tierra, utilizando uno de los telescopios de clase mundial de ESO para anclar las observaciones pioneras del topógrafo de mil millones de estrellas de la ESA, "dice Timo Prusti, Científico del proyecto Gaia en la ESA.
"El VST es la herramienta perfecta para identificar el movimiento de Gaia, "añade Ferdinando Patat, jefe de la Oficina de Programas de Observación de la ESO. "El uso de una de las instalaciones terrestres de primer nivel de ESO para reforzar las observaciones espaciales de vanguardia es un buen ejemplo de cooperación científica".
Además, el telescopio Liverpool de dos metros ubicado en La Palma, Islas Canarias, España, y la Red Global de Telescopios Ópticos Las Cumbres, que opera telescopios de dos metros en Australia y EE. UU., también han estado observando a Gaia durante los últimos cinco años como parte de la campaña Ground Based Optical Tracking (GBOT).
"Las observaciones de Gaia requieren un procedimiento de observación especial, "explica Monika Petr-Gotzens, quien ha coordinado la ejecución de las observaciones de ESO de Gaia desde 2013. "La nave espacial es lo que llamamos un 'objetivo en movimiento', ya que se mueve rápidamente en relación con las estrellas del fondo, ¡rastrear a Gaia es todo un desafío! "
En estas imágenes, Gaia es un mero punto de luz entre las muchas estrellas que el propio satélite ha estado midiendo, por lo que se necesita una calibración minuciosa para transformar este conjunto de observaciones en datos significativos que puedan incluirse en la determinación de la órbita del satélite.
La vista de todo el cielo de Gaia de nuestra Vía Láctea y las galaxias vecinas, basado en mediciones de casi 1.7 mil millones de estrellas. El mapa muestra el brillo total y el color de las estrellas observadas por el satélite de la ESA en cada parte del cielo entre julio de 2014 y mayo de 2016. Las regiones más brillantes indican concentraciones más densas de estrellas especialmente brillantes. mientras que las regiones más oscuras corresponden a parches del cielo donde se observan menos estrellas brillantes. La representación del color se obtiene combinando la cantidad total de luz con la cantidad de luz azul y roja registrada por Gaia en cada parte del cielo. La estructura horizontal brillante que domina la imagen es el plano galáctico, el disco aplanado que alberga la mayoría de las estrellas en nuestra galaxia natal. En medio de la imagen, el centro galáctico parece vivo y lleno de estrellas. Las regiones más oscuras en el plano galáctico corresponden a nubes en primer plano de gas y polvo interestelar, que absorben la luz de las estrellas situadas más lejos, detrás de las nubes. Muchos de ellos esconden viveros estelares donde están naciendo nuevas generaciones de estrellas. Esparcidos por la imagen también hay muchos cúmulos globulares y abiertos, grupos de estrellas que se mantienen unidas por su gravedad mutua. así como galaxias enteras más allá de la nuestra. Los dos objetos brillantes en la parte inferior derecha de la imagen son las Nubes de Magallanes Grandes y Pequeñas, dos galaxias enanas que orbitan la Vía Láctea. Crédito:ESA / Gaia / DPAC, CC BY-SA 3.0 OIG
Esto requirió usar datos del segundo lanzamiento de Gaia para identificar las estrellas en cada una de las imágenes recolectadas durante los últimos cinco años y calcular la posición del satélite en el cielo con una precisión de 20 milisegundos de arco o mejor (un segundo de arco equivale al tamaño de un euro). moneda vista desde una distancia de unos cuatro kilómetros).
"Este es un proceso desafiante:estamos utilizando las mediciones de las estrellas de Gaia para calibrar la posición de la nave espacial Gaia y, en última instancia, mejorar sus mediciones de las estrellas". "explica Timo.
Las observaciones terrestres también proporcionan información clave para mejorar la determinación de la velocidad de Gaia a través del espacio, que debe conocerse con la precisión de unos pocos milímetros por segundo. Esto es necesario para corregir un fenómeno conocido como aberración de la luz, una aparente distorsión en la dirección de la luz entrante debido al movimiento relativo entre la fuente y un observador, de una manera similar a inclinar el paraguas mientras camina bajo la lluvia.
"Después de un cuidadoso y prolongado procesamiento de datos, ahora hemos logrado la precisión requerida para que las observaciones terrestres de Gaia se implementen como parte de la determinación de la órbita, "dice Martin Altmann, líder de la campaña GBOT del Astronomisches Rechen-Institut, Centro de Astronomía de la Universidad de Heidelberg, Alemania, que trabaja en estrecha colaboración con colegas del Observatorio de París en Francia.
La información de GBOT se utilizará para mejorar nuestro conocimiento de la órbita de Gaia, no solo en las próximas observaciones, sino también para todos los datos que se han recopilado de la Tierra en los años anteriores, lo que lleva a mejoras en los productos de datos que se incluirán en versiones futuras.
