L'Agència Espacial Europea (ESA) feia públic fa unes setmanes el segon catàleg de la missió Gaia, el satèl·lit europeu que des de 2013 treballa per crear el mapa més precís de la nostra galàxia: la Via Làctia.
En l'elaboració del catàleg ha participat un equip de l'Institut de Ciències del Cosmos (ICCUB) de la Universitat de Barcelona, adscrit a l'Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).
En parlem amb dos astrofísics catalans membres del Consorci Gaia, els professors titulars del Departament de Física Quàntica i Astrofísica de la UB, Carme Jordi i Xavier Luri, ambdós investigadors de l'ICCUB/IEEC.
Carme Jordi i Xavier Luri, investigadors de l'ICCUB/IEEC.
Quines millores aporta aquest segon bloc de dades de Gaia que cobreix les observacions fetes pel satèl·lit entre juliol de 2014 i maig de 2016?
XAVIER LURI (XL): Contribueix positivament en dos aspectes: quantitativament en termes de volum d'informació i qualitativament amb una millora de la precisió i la varietat en la tipologia de les dades.
Amb aquest segon lliurament hem passat de l'observació i catalogació de 1.100 milions d'estrelles a 1.700 milions, mentre que pel que fa a informació de distància i moviment hem progressat dels 2 milions als 1.300 milions d'estels.
A més, ara podem gaudir de noves dades, com la velocitat radial i la fotometria.
Estem davant d'un salt en tots els aspectes: allò que abans deduíem i reconstruíem en il·lustracions en base a com pensàvem que havia de ser, ara és al nostre abast amb dades directes i som capaços de veure-ho.
CARME JORDI (CJ): Podem dir que abans estàvem observant les estrelles amb unes ulleres desenfocades.
Per entendre el progrés en la precisió que hem aconseguit pensem que fins ara érem capaços de veure un elefant caminant sobre la Lluna, ara som capaços de distingir-hi una pilota de tenis.
Tinguem present, a més, que fins ara només havíem fet servir dades que corresponien a 14 mesos d'observacions de la missió Gaia, de forma que només s'havia pogut mesurar un recorregut limitat de les estrelles al cel.
Ara disposem d'un total de 22 mesos de dades, amb la qual cosa la qualitat de les mesures és molt més bona.
Respecte el mapa de la Galàxia elaborat anteriorment pel satèl·lit Hipparcos, hem passat de l'observació i catalogació de 118.000 estrelles a 1.700 milions.
XL: Podem anar fins i tot més enrere.
Fins al 1838 no vam començar a tenir una idea aproximada de la distància en què es trobaven les estrelles.
Abans de les observacions del satèl·lit Hipparcos, als anys 70 i 80 del segle passat, el conjunt de l'astrofísica s'havia bastit a partir del coneixement de la distància d'un centenar d'estrelles i pel que fa a la resta s'extrapolava indirectament en base a models.
Hipparcos va representar un progrés espectacular que ens va proporcionar dades (en particular, distàncies i moviments propis) de més de 100.000 estrelles.
Ara tornem a fer un salt quantitatiu enorme arribant als 1.700 milions d'estrelles, amb una precisió multiplicada per un factor de 10.000.
CJ: Quan només teníem a l'abast informació sobre les 100.000 estrelles inventariades per Hipparcos estàvem restringint-nos als cossos més brillants i més propers al Sol.
Amb el telescopi més potent de Gaia hem observat estrelles més dèbils i, per tant, més llunyanes, cosa que ens permet posar el focus sobre aproximadament una quarta part de la Galàxia.
Mirar altres parts de la Via Làctia ens obre la porta a estudiar estrelles molt diferents al Sol i a dependre menys de models i hipòtesis sobre la varietat i l'evolució dels estels.
Quina ha estat l'aportació de l'Institut de Ciències del Cosmos en el treball a la missió Gaia?
XL: La nostra contribució abasta diverses àrees.
Comptem amb una unitat de treball encarregada del processat astromètric, és a dir, de les dades de posicionament i moviment de les estrelles.
Fem una tasca molt fonamental, que de fet és la que exigeix de més potència de càlcul de tot el Consorci i que duem a terme al Barcelona Supercomputing Center, consistent en rebre les dades inicials del satèl·lit, processar-les i, un cop preparades, distribuir-les a la resta d'integrants de la missió.
Una de les nostres unitats de treball treballa també en fotometria, és a dir, en l'extracció de dades a partir dels fluxos en les diferents longituds d'ona de la llum captada.
Som coordinadors, a més, del desenvolupament de l'arxiu de dades, a través de la unitat que s'encarrega de definir, implementar i operar l'arxiu de dades de Gaia.
Quants científics i centres de recerca participen en total a la missió?
CJ: En total som uns 450 científics i enginyers que treballem directament al projecte i participem en la producció de dades, pertanyents a 25 institucions d'una desena de països diferents.
Parlem del potencial de recerca de les observacions de la missió Gaia.
Per exemple, les noves dades sobre el moviment de les estrelles de la Via Làctia poden aportar llum sobre la naturalesa de la matèria fosca?
CJ: Partim del fet que no veiem la matèria fosca, sinó que només som capaços d'intuir-la pels efectes gravitatoris que provoca.
Disposar com fem ara de dades de 1.300 milions d'estrelles escampades per una bona part de la Galàxia ens facilita determinar com es mouen en les seves òrbites i, en conseqüència, inferir millor com està distribuïda la matèria fosca: si és uniforme al llarg de la Via Làctia, si està més concentrada al disc, etc. A partir d'aquí ho testejarem contra models de tipus de matèria fosca que donen més prioritat a un tipus de distribució o a un altre.
Quines novetats aportarà Gaia sobre el Diagrama de Hertzsprung-Russell i el cicle d'evolució de les estrelles?
XL: Probablement arribaran les sorpreses, però allò que ens deien els models queda pràcticament confirmat amb les observacions i ara només resta polir-ne els detalls.
Els diagrames de cúmuls que abans només deduíem ara els podem de veure, així com la freqüència de les binàries, els canvis en el diagrama en funció de l'edat del cúmul...
CJ: Des del moment en què som capaços de posar les estrelles en aquest diagrama amb molta major precisió, podem començar a veure'n l'estructura fina.
Els propers anys de ben segur experimentarem un desenvolupament molt significatiu en física estel·lar.
La localització detallada de 14.000 asteroides al sistema solar permetrà determinar-ne millor el risc de col·lisió amb la Terra?
XL: Gaia observa tot allò que passa per davant del telescopi, la immensa majoria d'objectes són estrelles, però també tenim cossos del sistema solar i fins i tot de fora de la Via Làctia.
De moment s'han refinat molt les òrbites d'asteroides que ja coneixíem, cosa que ens donarà eines per predir amb molta més precisió si en el futur comporten riscos de col·lisió amb la Terra.
En edicions següents es preveu arribar a la identificació de fins a 100.000 objectes del sistema solar.
La missió Gaia s'ha prorrogat fins al 2020.
Quin grau de precisió sobre la Via Làctia pot proporcionar en aquests dos anys de noves observacions?
CJ: Amb més anys d'observació serem capaços de mesurar molt millor el desplaçament molt lent de les estrelles en relació a nosaltres.
Afinarem les trajectòries estel·lars i apreciarem si són rectilínies o no.
Pensem que si una estrella té al seu voltant un planeta o una estrella companya es provoquen curvatures en el desplaçament del cos principal que serem capaços d'observar i que ens confirmaran la presència d'estrelles binàries o exoplanetes.
XL: Cal puntualitzar que aquesta és una primera extensió i que ja s'està treballant en dues més, atès que s'ha comprovat que el satèl·lit consumeix combustible a un ritme més baix del previst.
Es poden demanar a l'ESA extensions de dos anys, la primera ja ha estat concedida i les altres dues estan en tràmit.
Finalment, quines derivades de retorn tecnològic s'han després de la missió Gaia?
XL: El retorn de les missions espacials és molt elevat, per cada euro que s'hi inverteix s'estima que se'n recuperen quatre.
Nosaltres, per exemple, hem nodrit la indústria local d'enginyers altament qualificats, gràcies a la feina intensa duta a terme en l'àmbit de processament de dades i Big Data.
CJ: El fet de que Gaia operi a 1'5 milions de km de la Terra també ens ha fet treballar molt intensament en el camp de les antenes i les comunicacions a llarga distància.
Totes les missions espacials tenen una recuperació de tecnologies.
Tinguem en compte, a més, que diverses empreses locals han fet part del desenvolupament del satèl·lit.