Színes csillagvilág
(Rovat: Űrcsillagászat Európában - 2017.09.17 07:15.)

Az ESA Gaia asztrometriai űrszondája nemcsak a csillagok pozícióját méri, hanem színüket is. Ebből állították össze a teljes égbolt színes képét.

Fantáziarajz a Gaia űrszondáról. (Kép: ESA / ATG medialab; háttérkép: ESO / S. Brunier)

A Gaia az Európai Űrügynökség (ESA) asztrometriai küldetése, amelynek feladata, hogy minden idők legnagyobb és legpontosabb csillagkatalógusát állítsa össze, amelyik a Tejútrendszer legalább egymilliárd csillagára vonatkozó adatokat tartalmaz. Az űrszondát 2013 decemberében indították, a tudományos méréseket 2014 júliusában kezdte meg. Öt évre tervezett működési ideje alatt minden egyes csillagot átlagosan 70 alkalommal figyel meg. A mérési adatok első adagját 2016 szeptemberében mutatták be (azok azonban még nem tartalmaztak a csillagok színére vonatkozó információt), a következő adatkibocsátást 2018 áprilisára tervezik. A most bemutatott égboltképek nyersanyagát a 2018-ban nyilvánosságra hozandó adatokból véletlenszerűen válogatták, ezért az eredmények előzetesnek tekintendők.

A Gaia mérései alapján készített színes égboltkép előzetes változata. A térkép 18,6 millió fényes csillag adatain alapul, a méréseket a Gaia 2014. július és 2016. május között végezte. A csillagok a Tejútrendszer fősíkjában koncentrálódnak, a fősík alatt feltűnő a két Magellán-felhő. Az előzetes térképen feltüntetett csillagokat véletlenszerűen választották ki a Gaia katalógusában szereplő, 17 magnitúdónál fényesebb csillagok közül. A csillagok színét a kék (BP) és vörös (RP) fényességük különbségeként előállított (BP–RP) színindexszel jellemezték, ezt az adatot átlagolták pixelenként. A kék csillagoknál ez a színindex 0,0, a vöröseknél 3,0 körüli. A térképen a legvörösebb területek a Tejútrendszer középpontja vidékén láthatók, ahol a galaktikus por- és gázfelhők eltakarják a csillagokat, és fényük egy részét elnyelik. Az elnyelés azonban a rövidebb hullámhosszakon erősebb, ezért a csillagok a valóságosnál vörösebbnek látszanak. (Kép: ESA / Gaia / DPAC / CU5 / DPCI / CU8 / F. De Angeli, D.W. Evans, M. Riello, M. Fouesneau, R. Andrae, C.A.L. Bailer-Jones)

Annak a 18,6 millió csillagnak az eloszlása a Tejútrendszerben a Gaia mérései alapján, amely csillagok színét a fenti színtérkép előállításához felhasználták. (Kép: ESA / Gaia / DPAC / CU5 / DPCI / CU8 / F. De Angeli, D.W. Evans, M. Riello, M. Fouesneau, R. Andrae, C.A.L. Bailer-Jones)

Asztrofizikai szempontból a csillagok színe legalább olyan fontos, mint a pozíciója, ezért a Gaia a vizsgált csillagok közül az elég fényesek színét is meghatározza. (A csillag színe a hőmérsékletétől függ, amit viszont tömege és evolúciós állapota határoz meg, így a szín meghatározása a csillagok belső szerkezetétől a kémiai összetételén keresztül a fejlettségi állapotukig számos asztrofizikai vizsgálatot segít.) A Gaia adatait feldolgozó és elemző, több munkacsoport munkáját összefogó konzorcium (DPAC, Data Processing and Analysis Consortium) munkájának fontos része a csillagok színének elemzése. (A mintegy 400 szakember munkáját összefogó konzorciumban Magyarországot az MTA CSFK Csillagászati Intézete részéről dr. Szabados László képviseli.) A 2018. áprilisi adatkibocsátás előzetesének tekinthető, most közreadott térképek jelzik, hogy a Gaia adatfeldolgozása megfelelő ütemben halad.

A Gaia adatfeldolgozó és -elemző munkacsoportjaiban több mint 20 ország számos intézménye és szervezete vesz részt, Magyarországot az MTA CSFK Csillagászati Intézete részéről dr. Szabados László képviseli, aki a Gaiával kapcsolatos munkájáról is beszél a portálunkon korábban közreadott interjúban. (Kép: ESA)

Az új térképek 18,6 millió fényes csillag adatain alapulnak, a méréseket a Gaia 2014. július és 2016. május között végezte. Az első térkép minden egyes pixelben az ott található csillagok színének középértékét tünteti fel. Nem mindegy azonban, hogy az egyes pixelekben hány csillag színét átlagolták, erre vonatkozóan nyújt információt a második térkép. Mindkét térkép galaktikus koordináta-rendszerben készült, vagyis vízszintes tengelye a Tejútrendszer fősíkjával esik egybe.

A csillagok színét a Gaia fotométerével határozták meg. A műszerben két prizma található, amelyek felbontják a csillagok fényét, így két, kis felbontású spektrumot állítanak elő, egyet a 330–680 nm közötti rövidebb (kék) hullámhosszakra, egyet pedig a hosszabb, 640–1050 nm közötti (vörös és közeli infravörös) hullámhosszakra. A két színképet összehasonlítva állapítható meg a csillagok színe.