El satélite Gaia produce un mapa de 1 billón de estrellas

El primer catálogo de más de un billón de estrellas del satélite Gaia de la ESA se ha publicado hoy, en el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC), en Villanueva de la Cañada (Madrid). Es el mapa más grande de los objetos celestes de todo el cielo hasta la fecha. Gaia ha precisado la posición en el cielo y el brillo de 1.142 millones de estrellas.

Como muestra del catálogo más rico que vendrá en un futuro próximo, el lanzamiento de hoy también incluye las distancias y los movimientos a través del cielo de más de dos millones de estrellas.

"Gaia está a la vanguardia de la astrometría, cartografiando el cielo con precisiones que no se habían alcanzado hasta ahora", dice Álvaro Giménez, director de Ciencia de la ESA (Agencia Espacial Europea), en la nota de prensa de ésta. "El lanzamiento de hoy nos da una primera impresión de los datos extraordinarios que nos esperan y que revolucionarán nuestra comprensión de cómo se distribuyen y se mueven las estrellas a través de nuestra galaxia."

Lanzado hace 1.000 días, Gaia inició su trabajo científico en julio de 2014. Esta primera publicación se basa en los datos recogidos durante sus primeros 14 meses escaneando el cielo, hasta septiembre de 2015.

"El hermoso mapa que publicamos hoy muestra la densidad de estrellas medidas por Gaia a través de todo el cielo, y confirma que recogió datos excelentes durante su primer año de operaciones", dice Timo Prusti, científico del proyecto.

"El satélite está funcionando bien y hemos demostrado que es posible manejar el análisis de mil millones de estrellas. Aunque los datos actuales son preliminares, queríamos ponerlos a disposición de la comunidad astronómica para que los use tan pronto como sea posible", añade Prusti.

Transformar la información en bruto en posiciones estelares útiles y fiables a un nivel de precisión nunca antes posible es un procedimiento extremadamente complejo, confiado a una colaboración paneuropea de alrededor de 450 científicos e ingenieros de software: DPAC, Consorcio de Análisis y Procesamiento de Datos de Gaia.

"El lanzamiento de hoy es el resultado de un minucioso trabajo de colaboración en la última década", dice Anthony Brown, de la Universidad de Leiden (Países Bajos), presidente del consorcio. "Junto con expertos de diversas disciplinas, tuvimos que prepararnos incluso antes del inicio de las observaciones, y a continuación, tratamos los datos, los envasamos en productos astronómicos significativos, y validamos su contenido científico."

Otros catálogos

Además de procesar el catálogo completo de mil millones de estrellas, los científicos examinaron en detalle los aproximadamente dos millones de estrellas que tienen en común el primer año de Gaia y los Catálogos Hipparcos y Tycho-2, ambos derivados de la misión Hipparcos de la ESA, que cartografió el cielo hace más de dos décadas.

Mediante la combinación de los datos de Gaia con la información de estos catálogos menos precisos, fue posible empezar a desenmarañar los efectos de "paralaje" y "movimiento propio". La paralaje es un pequeño movimiento en la posición aparente de una estrella causada por la traslación anual de la Tierra alrededor del Sol, y depende de la distancia de la estrella respecto a nosotros, mientras que el movimiento propio se debe al movimiento físico de las estrellas a través de la galaxia.

De esta manera, los científicos fueron capaces de estimar distancias y movimientos de los dos millones de estrellas distribuidas en el cielo en la Solución Astrométrica Tycho-Gaia combinado, TGAS. Este nuevo catálogo es dos veces más preciso y contiene casi 20 veces tantas estrellas como la referencia anterior de la astrometría, el Catálogo Hipparcos.

Cúmulos estelares

Como parte de su trabajo en la validación del catálogo, los científicos de DPAC han llevado a cabo un estudio de los cúmulos abiertos estelares -grupos de estrellas relativamente jóvenes que nacieron juntos- que demuestran claramente la mejora permitido por los nuevos datos.

"Con Hipparcos, sólo se pudieron analizar la estructura 3D y la dinámica de las estrellas de las Híades), el cúmulo abierto más cercano al Sol, y medir distancias de unos 80 cúmulos situados hasta 1.600 años luz de nosotros", dice Antonella Vallenari, del Istituto Nazionale di Astrofisica y el Observatorio Astronómico de Padua (Italia). "Pero con los primeros datos de Gaia, ahora es posible medir las distancias y los movimientos de las estrellas de unos 400 cúmulos situados hasta 4.800 años luz de distancia. En los 14 cúmulos abiertos más cercanos, los nuevos datos revelan muchas estrellas sorprendentemente muy lejanas al centro del cúmulo, y es probable que escapen para poblar otras regiones de la galaxia".

Muchos más cúmulos estelares serán descubiertos y analizados con mayor detalle con los datos que Gaia continúa recopilando y que se darán a conocer en los próximos años.

Estrellas variables

El nuevo censo estelar también contiene 3.194 estrellas variables, estrellas que se hinchan y se encogen de tamaño rítmicamente, lo que lleva a cambios periódicos de brillo. Muchas de las observadas por Gaia se encuentran en la Gran Nube de Magallanes, uno de nuestros vecinos galácticos, una región que fue escaneada en varias ocasiones durante el primer mes de observaciones, lo que permite una medición precisa de su brillo cambiante.

Los detalles sobre las variaciones de brillo de estas estrellas, 386 de las cuales son nuevos descubrimientos, se publican como parte del lanzamiento de hoy, junto con un primer estudio para poner a prueba el potencial de los datos.

Gaia permitió además ajustar la posición de los telescopios terrestres y poder ver la atmósfera de Plutón el pasado julio, apoyándose en el brillo de una estrella distante. El fenómeno iba a ser visible solo desde una estrecha franja, y Gaia, desde su posición privilegiada, pudo anticipar cuál sería exactamente esa franja.

Los primeros resultados apuntan a una pausa en la desconcertante subida de la presión de la tenue atmósfera de Plutón, algo que se ha registrado desde 1988 a pesar de que el planeta enano se aleja del Sol, lo que sugeriría una caída de la presión debido al enfriamiento de la atmósfera.

"Estos tres ejemplos demuestran cómo los datos presentes y futuros de Gaia revolucionarán todas las áreas de la astronomía, permitiéndonos inspeccionar nuestro lugar en el Universo, desde nuestra vecindad, el Sistema Solar, hasta escalas galácticas y aún mayores, cosmológicas", explica Brown.

Esta primera publicación de los datos muestra que la misión está en camino de lograr su objetivo final: conocer las posiciones, distancias y movimientos de mil millones de estrellas -aproximadamente el 1% del contenido estelar de la Vía Láctea- en tres dimensiones con una precisión sin precedentes.

El consorcio

Los miembros del consorcio Gaia provienen de 20 países europeos (España, Austria, Bélgica, República Checa, Dinamarca, Estonia, Finlandia, Francia, Alemania, Grecia, Hungría, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Eslovenia, Suiza, Suecia y el Reino Unido), así como de otros países (Argelia, Brasil, Israel y los EE.UU.).

Además, la ESA hace una contribución significativa al consorcio mediante el Centro de Procesamiento de Datos de ESAC, que, entre otras tareas y responsabilidades, actúa como eje central para todo el procesamiento de datos de Gaia.

Quince artículos sobre los datos publicados hoy aparecerán en un número especial de Astronomy & Astrophysics.