La missión Gaia celebra su primer año de observaciones científicas

El pasado viernes 21 de agosto, Gaia, el satélite de la Agencia Espacial Europea (ESA), completó su primer año de observaciones científicas. Tras su lanzamiento el 19 de diciembre de 2013 y un período de seis meses en órbita, el satélite empezó su rutina de operaciones científicas el pasado 25 de julio de 2014. Ubicado en el punto L2 de Lagrange, situado a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, Gaia observa estrellas y otros muchos objetos astronómicos. Al cabo de un período de 28 días que sirvió para calibrar los instrumentos de medida, el 21 de agosto, Gaia comenzó su labor de observación siguiendo unos parámetros diseñados para conseguir observar todo el cielo. Desde entonces, el satélite ha registrado 272 mil millones de medidas astrométricas y de posición, 54,4 mil millones de datos fotométricos y 5,4 mil millones de espectros.

El equipo Gaia ha realizado una gran labor de procesamiento y análisis de los datos con el objetivo de desarrollar uno de los principales productos científicos de la misión Gaia: un vasto catálogo de posiciones, distancias, movimientos y otras propiedades de más de mil millones de estrellas. Este gran volumen de datos de naturaleza compleja requiere un enorme esfuerzo por parte de científicos y desarrolladores de software de toda Europa, que colaboran con el Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC). A este consorcio pertenece el grupo de unos cuarenta investigadores e ingenieros de la Universidad de Barcelona (UB), el Grupo Gaia Galicia y un equipo de la Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED).

Carme Jordi, investigadora del DAM-ICCUB-IEEC, afirma: «Este primer año ha sido clave para comprobar la calidad científica de los datos y la eficacia de los algoritmos de procesamiento». Y añade: «En particular, nuestro grupo, responsable de la ingestión de datos y su tratamiento inicial, ha superado las expectativas en la gestión de este gran volumen de información».

Por citar un ejemplo del proceso de validación que se está llevando a cabo, el equipo Gaia ha conseguido medir la paralaje de una muestra inicial de dos millones de estrellas. La paralaje es la desviación de la posición de una estrella durante un período de un año como resultado del movimiento de la Tierra alrededor del Sol. No obstante, la paralaje no es el único movimiento observado por Gaia: las estrellas también se desplazan por el espacio, lo que se conoce como movimiento propio.

Normalmente, un año de observaciones no es suficiente para conocer la paralaje y el movimiento propio. Para superar este obstáculo, los científicos han combinado los datos proporcionados por Gaia con las posiciones extraídas del catálogo Tycho-2, basado en datos obtenidos entre 1989 y 1993 por el predecesor de Gaia, el satélite Hipparcos. Esto limita la muestra a tan solo 2 millones de los más de mil millones de datos proporcionados por Gaia hasta el momento, pero ofrece algunas percepciones tempranas y útiles de la calidad de estos datos.

Por el momento, Gaia ha detectado cientos de puntos transitorios. El primero fue una supernova, detectada el pasado 30 de agosto de 2014. Estos descubrimientos se comparten con la comunidad Gaia tan pronto como son comunicados en forma de «Alerta Científica», lo que permite un rápido seguimiento desde la Tierra con telescopios que permiten determinar su naturaleza.

Un punto transitorio se detectó al producirse un repentino y dramático estallido que incrementó su luminosidad en un factor de cinco. Resultó que Gaia había descubierto una variable cataclísmica, un sistema de dos estrellas en la que una de ellas, una enana blanca caliente, devora la masa de su compañero estelar lo que produce estallidos de luz cuando la materia es absorbida.

Gaia ha descubierto multitud de estrellas cuya luminosidad sufre una serie de cambios regulares en el tiempo. El satélite ha proporcionado curvas detalladas de luminosidad para docenas de estrellas variables de tipo RR Lyrae en la Nube de Magallanes. Estos detalles permitieron comprobar la gran calidad de los datos.

Otro de los curiosos objetos detectados por Gaia durante este primer año de observaciones es la nebulosa Ojo de Gato, una nebulosa planetaria también conocida como NGC 6543, ubicada cerca del Polo Norte Eclíptico. Las nebulosas planetarias se forman cuando las capas exteriores de una estrella de baja masa se expulsan e interaccionan con el medio interestelar que las rodea, lo que da lugar a una enana blanca compacta. Gaia ha realizado más de 200 observaciones de la nebulosa Ojo de Gato y registrado más de 84.000 detecciones que perfilan de manera detallada el entramado de filamentos gaseosos por los que estos objetos son conocidos. Dado que las observaciones continúan, Gaia podrá observar la expansión de los nudos nebulares en ésta y otras nebulosas planetarias.

Más cerca, Gaia ha detectado un gran número de asteroides, los pequeños cuerpos rocosos que pueblan nuestro sistema solar, principalmente entre las órbitas de Marte y Júpiter. Los científicos del equipo Gaia han desarrollado un software especial para observarlos y relacionarlos con las órbitas de otros asteroides ya conocidos con el objetivo de distinguirlos del resto de datos con los que contamos para estudiar las estrellas. Pero, a su vez, esta información se utilizará para caracterizar los asteroides ya conocidos y descubrir miles de asteroides nuevos.

Por último, además de las mediciones astronómicas y fotométricas que Gaia realiza, el satélite ha recogido los espectros de muchas estrellas. Estos datos servirán principalmente para determinar los movimientos estelares a lo largo del campo de visión al medir los relativos cambios de posición de las líneas de absorción de los espectros como consecuencia del efecto Doppler. Sin embargo, en el espectro de algunas estrellas calientes, Gaia también ha observado líneas de absorción en el material interestelar que permitirán a los científicos medir su distribución.

«Todos estos ejemplos confirman la revolución que la misión Gaia representa para la astrofísica. Estamos expectantes ante la publicación de los primeros datos científicos en el verano de 2016», subraya Eduard Masana, investigador del ICCUB-IEEC.

 

Participación de la UB en la misión Gaia

Los integrantes del grupo Gaia de la UB son miembros del Instituto de Ciencias del Cosmos de la UB y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (ICCUB-IEEC), así como del Departamento de Astronomía y Meteorología de la UB. Este equipo, que participa en la misión desde sus inicios y es responsable del procesamiento inicial de los datos, ha contribuido a la definición de algunos de los instrumentos del satélite y ha liderado el equipo encargado de las simulaciones que han permitido poner a punto el software para procesar los datos. Además, el equipo se encarga del procesamiento inicial de los datos, paso previo a cualquier análisis, y lidera la construcción del archivo de datos públicos.

Los expertos de la UB también están elaborando herramientas para la explotación científica de los datos obtenidos desde la Tierra que complementan a los obtenidos por Gaia. El Centro de Procesamiento de Datos de Barcelona —donde se incluyen el Centro de Servicios Científicos y Académicos de Cataluña (CESCA) y el Barcelona Supercomputing Centre— proporciona recursos para ejecutar parte de las operaciones durante toda la misión, y ha sido un aliado imprescindible en la simulación de la galaxia y las observaciones para todas las tareas preparatorias y de verificación de la cadena de procesamiento. 

 

Para más información, puede consultarse este enlace de la ESA.

Noticia UB

Data: 

Viernes, 28 Agosto, 2015