Op 13 juni heeft het team van ruimtetelescoop Gaia een nieuwe schat aan informatie over de Melkweg vrijgegeven. De nieuwe dataset bevat informatie over de samenstelling van meer dan 200 miljoen sterren, de banen van tienduizenden planetoïden, verrassende vibrerende sterren en meer. Gaia presteert boven verwachting.

De in 2013 gelanceerde Gaia-missie heeft als doel om ons sterrenstelsel, de Melkweg, zo nauwkeurig mogelijk in kaart te brengen. Door de samenstelling, temperatuur, posities en snelheden van sterren en andere objecten te bepalen, hopen astronomen de ontstaansgeschiedenis van de Melkweg beter te begrijpen.

De dataset van 13 juni is de derde op rij. In 2016 en 2018 zijn er ook Gaia-datasets vrijgegeven.

Ideeën die de wereld veranderden
LEES OOK
Ideeën die de wereld veranderden

DNA van sterren

‘Wat echt nieuw is in deze derde dataset, is de enorme hoeveelheid gegevens over de eigenschappen van sterren en andere objecten in de Melkweg’, zegt astronoom Anthony Brown van de Universiteit Leiden. Dit leverde bijvoorbeeld een groot overzicht op van de chemische samenstelling – het ‘DNA’ – van sterren.

Dat biedt ook inzicht in het interstellaire gas en stof waaruit die sterren zijn ontstaan. Vlak na de oerknal bestonden de stoffige kraamkamers van sterren enkel uit waterstof en helium. Later vormden sterren zwaardere elementen, die in de interstellaire ruimte terecht kwamen zodra ze stierven. Gebieden waar veel sterren ontstaan en sterven, bevatten dus meer zware elementen.

‘Een onverwachte, nieuwe bevinding is dat jonge, zware sterren in de omgeving van de zon minder zware elementen lijken te bevatten dan andere sterren in de buurt, zoals de zon’, vertelt Brown. ‘Dit ondanks dat ze geboren zijn uit interstellair gas en stof dat verrijkt is met zware elementen. Dat is dus iets om uitgebreider naar te gaan kijken.’

‘Deze nieuwe gegevens over de chemische samenstelling en snelheden van miljoenen sterren zijn geweldig om te begrijpen hoe de Melkweg is samengesteld’, zegt astronoom Amina Helmi van de Rijksuniversiteit Groningen. ‘Het zal ons helpen te begrijpen hoe de sterrenstelsels waarin sterren zijn geboren eruit zagen. En we hopen meer sterren te ontdekken die geboren zijn in andere sterrenstelsels, die in het verleden zijn opgeslokt door de Melkweg.’

Gaia toont de snelheid waarmee meer dan 30 miljoen objecten in de Melkweg (meestal sterren) naar ons toe of van ons af bewegen. De lichte gebieden zijn de objecten die van ons af bewegen. De donkere gebieden tonen objecten die naar ons toe bewegen. Beeld: © ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO.

Sterbevingen

Een andere verrassende bevinding is dat Gaia sterbevingen kan waarnemen. Dit zijn vibraties waarbij de ster een beetje van vorm verandert.

‘We wisten dat Gaia variabele sterren kan observeren’, zegt Brown. ‘Tot nu toe waren dat echter enkel sterren die volledig uitzetten en inkrimpen, waardoor hun grootte en helderheid pulseert. We dachten dat Gaia niet in staat zou zijn om de veel subtielere sterbevingen waar te nemen. Nu blijkt dat wel te kunnen.’

Deze vibrerende sterren bleken bovendien voor te komen op plekken waar astronomen ze niet verwacht hadden. ‘Dit resultaat is iets wat we technisch niet van Gaia verwacht hadden, en dat tegelijkertijd nieuwe, onverwachte wetenschap oplevert.’

Dubbelsterren en planetoïden

De dataset bevat ook metingen van 800 duizend dubbelsterren. Brown: ‘Dit is een enorme rijkdom aan gegevens die het onder meer mogelijk maakt om massa’s van sterren te gaan meten.’ Stermassa’s zijn een belangrijke manier om theoretische stermodellen te testen.

Daarnaast heeft Gaia de banen van 156 duizend planetoïden in ons eigen zonnestelsel in kaart gebracht. ‘Van enkele tienduizenden weten we ook iets over de samenstelling’, zegt Brown. ‘Met die informatie kunnen we hun afkomst en zo de geschiedenis van ons zonnestelsel gaan reconstrueren.’

Dit beeld toont de positie van elke planetoïde om 12.00 uur op 13 juni 2022. Elk streepje stelt de beweging in de afgelopen tien dagen voor. De zon is de gele stip in het midden. Verder naar buiten zijn de aarde en Jupiter afgebeeld. Beeld: © ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO.

Stortgolf van wetenschap

Tegelijkertijd met de dataset zijn er negen wetenschappelijke artikelen verschenen. ‘Dit zijn oppervlakkige analyses, die vooral bedoeld zijn om de mogelijkheden te demonstreren’, verklaart Brown. ‘Alle metingen zijn namelijk bijna meteen openbaar gemaakt, zodat iedereen ermee aan de slag kan.’

Wereldwijd stonden astronomen in de startblokken. ‘Er zullen binnenkort veel artikelen verschijnen op basis van deze nieuwe, grote dataset’, aldus Brown.

Eerdere succesnummers
Ook de eerder vrijgegeven datasets van ruimtetelescoop Gaia, uit 2016 en 2018, leverden veel informatie op. Zo ontdekte de Groningse hoogleraar Amina Helmi in 2018 bijvoorbeeld dat de Melkweg in zijn prille jeugd, 10 miljard jaar geleden, met een ander sterrenstelsel is samengesmolten. Een verrassende toepassing van de eerdere metingen had te maken met Gaia’s nauwkeurige positiebepalingen van sterren. Daarmee kon de ruimtesonde New Horizons zijn weg van dwergplaneet Pluto naar Kuipergordelobject Arrokoth bepalen.