Kétmillió csillag mozgása
(Rovat: Űrcsillagászat Európában, Távoli világok kutatói - 2017.05.12 07:15.)

Ötmillió évet szaladhatunk előre az időben az ESA videója segítségével. A Tejútrendszerben ezalatt (szinte) semmi sem változik. Nem csoda, galaxisunk története kétezerszer hosszabb.

A videót az Európai Űrügynökség (ESA) Gaia asztrometriai űrszondája mérései alapján állították össze. Kétmillió csillag mozgását modellezték, jelenlegi pozícióik és sajátmozgásuk alapján. Utóbbi adatokat jelenleg messze legpontosabban a Gaia űrszonda méri, egyúttal mérései elég sok csillagra terjednek ki ahhoz, hogy a Tejútrendszer hozzánk közel eső részének viselkedését modellezni lehessen.

A csillagok térbeli elmozdulását két összetevője alapján tudjuk mérni. Tőlünk mért távolodási vagy felénk közeledésének sebessége az úgynevezett radiális sebesség, amely színképi úton, a színképvonalak Doppler-eltolódása alapján mérhető. Az erre merőleges irányú elmozdulás a sajátmozgás, amely a csillagok egymáshoz (pontosabban a rögzített égi koordináta-rendszerhez) képest mért, parányi elmozdulását jelenti. Ha a csillag távolságát is ismerjük, akkor a (pl. ívmásodperc/év egységben mért) sajátmozgás átszámítható (mondjuk km/s-ban mért) sebességre. A két mozgás (vektoriális) összege adja a térbeli sebességet.

Kétmillió csillag elmozdulása ötmillió év alatt alig négy percbe sűrítve – a szimuláció az ESA Gaia űrszondájának és Hipparcos műholdjának mérései alapján készült. (Forrás: ESA / Gaia / DPAC, YouTube)

A 2013-ban indított Gaia 2014 júliusában kezdte el a rendszeres méréseket, azzal a céllal, hogy összeállíthassák a Tejútrendszer teljes 3D térképét. Az első 14 hónap alatt gyűjtött adatokat 2016 szeptemberében hozták nyilvánosságra. Ez több mint egymilliárd csillag pozícióját (tehát az égbolt síkjában mért 2D koordinátáit) tartalmazza. Közülük több mint kétmillió csillag esetében a távolságukat és a sajátmozgásukat is sikerült megmérni. Ezek a csillagok alkotják az egyesített Tycho–Gaia Asztrometriai Megoldást (TGAS). Ezek azok a csillagok, amelyeket mintegy egy évtizeddel korábban az ugyancsak asztrometriai célú Hipparcos űrtávcsővel is vizsgáltak, így annak mérései alapján adataik bekerültek a Hipparcos és Tycho–2 katalógusokba.

A videó a TGAS minta 2 057 050 csillagát tartalmazza, valamint a Hipparcos katalógus további 24 320 fényes csillagát, amelyek a Gaia első adatkibocsátásában nem szerepelnek. A csillagokat galaktikus koordinátáik szerint ábrázolták, következésképpen a Tejútrendszer fősíkja (lényegében a Tejút sávja) a kép közepén, vízszintesen húzódik. Az ábrázolásnál a Tycho–2 katalógus alapján a csillagok fényességét és színét is figyelembe vették.

A videó a csillagok Gaia által 2014–2015-ben mért pozícióiból indul ki. Minden egyes képkocka 750 éves ugrást jelent az időben, így a teljes film 5 millió évvel visz előre a jövőbe, az eltelt időt a jobb felső sarokban lévő számláló mutatja. Kezdetben a képeken párhuzamos, íves csíkok láthatók, ez a Gaia képalkotásából, az égbolt letapogatási módszeréből adódó zavar, amely az idő múlásával – a csillagok elmozdulása következtében – elmosódik. A kezdő képkockákon közvetlenül a Tejút alatt, a kép jobb szélén felismerhető az Orion csillagkép.

A videó első képkockája, amelyen a könnyebb tájékozódás kedvéért bejelölték az Orion csillagkép és az Alfa Persei (Per OB3), valamint a Fiastyúk (Plejádok) nyílthalmazok helyét. (Kép: ESA / Gaia / DPAC)

Ötmillió év jelentéktelen idő a Tejútrendszer történetében, gondoljunk arra, hogy galaxisunk 250 millió év alatt fordul körbe egyszer a tengelye körül (vagyis 5 millió év alatt kb. 7 fok a rendszer szögelfordulása). Ennek a következménye az, hogy az összkép alig változik. Néhány csillag figyelhető csak meg, amelyek viszonylag jelentős sebességgel elmozdulnak az égen. Ezek a hozzánk legközelebbi csillagok, elmozdulásuk a perspektivikus hatás miatt nagyítódik fel. Figyelemreméltó például a Gliese 710 jelű csillag elmozdulása, amelyik körülbelül 1,35 millió év múlva „mindössze” 13 500 csillagászati egység (kb. 2 billió km) távolságban halad el a Naprendszer mellett (a videón a megadott időpontban a csillag a kép közepe tájáról indulva jobbra felfelé látványosan „kilő”).

A videón követhető kép azonban nem pontos. Nem veszi figyelembe a csillagközi gázfelhők helyzetét és fejlődését. Nem tartalmazhatja azokat a csillagokat, amelyeket most eltakar a Gaia elől egy ilyen felhő, de 5 millió év múlva a felhő szétoszlása vagy elmozdulása miatt már láthatóvá válnak, illetve a ma látható csillagokat akkor is megmutatja, ha azokat időközben eltakarja egy gázfelhő. Nem látható továbbá a két Magellán-felhő sem, mert azoknak a csillagait nem vizsgálja a Gaia.

Jelentős előrelépés várható egy év múlva. A tervek szerint 2018 áprilisában hozzák nyilvánosságra a Gaia újabb adatait. Az újabb katalógusban már több mint egymilliárd csillag távolságát és sajátmozgását teszik közzé (a koordinátákon kívül), továbbá egy kisebb részüknél a radiális sebességüket is közlik. Az a Tejútrendszer fejlődésének a jelenleg bemutatottnál sokkal nagyobb szabású és pontosabb szimulációját teszi majd lehetővé.