بدرود گایا ! فضاپیمای آژانس فضایی اروپا پس از ۱۲ سال نقشه‌برداری از کهکشان راه شیری خاموش شد

بدرود گایا! فضاپیمای آژانس فضایی اروپا پس از ۱۲ سال نقشه‌برداری از کهکشان راه شیری خاموش شد

شب بر فضاپیمای رصدگر ستارگان، گایا، که متعلق به آژانس فضایی اروپا (ESA) است، فرود آمد. این مأموریت که طی ۱۲ سال گذشته به نقشه‌برداری از کهکشان راه شیری مشغول بوده، روز چهارشنبه (۱۵ ژانویه) به فعالیت‌های علمی خود پایان داد.

دلیل پایان فاز جمع‌آوری داده‌های این مأموریت، کاهش ذخایر گاز سردی بود که فضاپیما برای چرخش از آن استفاده می‌کرد. این فضاپیمای استوانه‌ای‌شکل که روزانه حدود ۱۲ گرم از این سوخت مصرف می‌کرد، در ۱۹ دسامبر ۲۰۱۳ از پایگاه فضایی اروپا در گویان فرانسه با موشک سایوز-فرگات به فضا پرتاب شد.

با این حال، حتی اگر گایا دیگر به رصد آسمان نپردازد، تأثیر آن بر علم فضایی همچنان ادامه خواهد داشت.

کریم البدری، محقق مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونین و یکی از کاربران مکرر داده‌های گایا، به Space.com گفت:
به نظر من مأموریت گایا تمام نشده است؛ تنها جمع‌آوری داده‌ها پایان یافته. انتظار دارم بهترین نتایج گایا هنوز در راه باشند، به‌ویژه در حوزه‌هایی که به آن‌ها علاقه‌مندم، مانند بررسی ستارگان دوتایی و سیاه‌چاله‌ها.

طی عمر عملیاتی خود، گایا نزدیک به ۲ میلیارد ستاره و اجرام دیگر را در کهکشان راه شیری و اطراف آن بررسی کرد. این سرشماری عظیم ستاره‌ای شامل اطلاعاتی درباره حرکت ستارگان، درخشندگی، دما و ترکیب آن‌ها است. هدف این مأموریت ساخت بزرگ‌ترین و دقیق‌ترین نقشه سه‌بعدی از جهان محلی ما بوده است.

اولین مجموعه داده‌های گایا در ۱۴ سپتامبر ۲۰۱۶ منتشر شد؛ دومین مجموعه در ۲۵ آوریل ۲۰۱۸ و سومین (و آخرین) در ۱۳ ژوئن ۲۰۲۲ به‌دست عموم رسید.

تیم علمی گایا زمان سوگواری برای پایان این مأموریت را ندارد؛ آن‌ها در حال آماده‌سازی برای انتشار چهارمین مجموعه داده‌ها (GR4) هستند که پیش از اواسط ۲۰۲۶ ارائه خواهد شد. این مجموعه که بر اساس پنج سال و نیم رصد جمع‌آوری شده، نه‌تنها داده‌های بیشتری ارائه می‌دهد، بلکه کیفیت بالاتری نسبت به GR3 خواهد داشت.

پس از انتقال تمام داده‌های گایا به زمین، کار روی مجموعه داده پنجم (GR5) آغاز خواهد شد که آخرین انتشار داده‌های این فضاپیما خواهد بود. این مجموعه، شامل مشاهدات ستاره‌ای به‌مدت ۱۰.۵ سال خواهد بود و انتظار می‌رود تا پایان دهه ۲۰۲۰ میلادی آماده انتشار شود.

البدری توضیح داد:
کمتر از یک‌سوم داده‌های گایا تاکنون منتشر شده و داده‌های نهایی تا دهه ۲۰۳۰ برای تحقیقات علمی آماده نخواهند بود. پردازش این داده‌ها به زمان زیادی برای کار انسانی و محاسباتی نیاز دارد.

این بدان معناست که تحقیقات علمی مبتنی بر داده‌های گایا همچنان در سال‌های آینده ادامه خواهد یافت و ما همچنان شاهد تأثیرات آن در عرصه علم خواهیم بود.

فضاپیمای گایا (Gaia) توانست با نقشه‌برداری دقیق و چندبعدی از حدود دو میلیارد ستاره، درک ما از ساختار و دینامیک کهکشان راه شیری را متحول کند. این مأموریت، موقعیت‌ها، حرکات، فواصل، ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های ستارگان را بررسی کرد و نشان داد که دیسک کهکشان راه شیری پیچ‌خورده و نامتقارن است. گایا همچنین تأیید کرد که این پیچ‌خوردگی ناشی از برخورد مداوم کهکشان ما با کهکشان کوتوله قوس (Sagittarius dwarf galaxy) است که طی میلیاردها سال سه بار از دیسک راه شیری عبور کرده است.

یکی از دستاوردهای مهم گایا، ارتباط بین برخوردهای کهکشانی و افزایش تشکیل ستاره‌ها بود. داده‌ها نشان دادند که برخوردهای کهکشان قوس با راه شیری، دوره‌هایی از شتاب‌گیری در تشکیل ستاره‌ها را ایجاد کرده‌اند که یکی از آن‌ها با زمان شکل‌گیری خورشید هم‌زمان بوده است. علاوه بر این، گایا کشف کرد که خورشید در نزدیکی یک ساختار موج‌مانند عظیم از ابرهای گازی به نام "موج رادکلیف" قرار دارد که نقش مهمی در دینامیک منطقه‌ای کهکشان دارد.

گایا همچنین داده‌های ارزشمندی برای بازسازی تاریخچه تکاملی کهکشان راه شیری فراهم کرد. این فضاپیما نشان داد که کهکشان ما ابتدا با ادغام قطعات اولیه پس از مه‌بانگ شکل گرفته و سپس در طول زمان، تحت تأثیر برخوردهای دیگر کهکشان‌ها تکامل یافته است. مأموریت گایا علاوه بر پیشرفت‌های علمی تاکنون، پایه‌گذاری مأموریت‌های آینده مانند GaiaNIR را فراهم کرده است که با مشاهده در طیف مادون قرمز، دید عمیق‌تری از کهکشان ارائه خواهد داد.

کاوش فضاپیمای گایا درباره برخوردهای کهکشانی و آینده این مأموریت تاریخی
۲۸ ژانویه ۲۰۲۵، نوشته بروس دورمینی، فوربز

از دهه ۱۹۵۰ می‌دانستیم که دیسک کهکشان راه شیری نامتقارن و پیچ‌خورده است، اما دلیل این مسئله مشخص نبود. اکنون آژانس فضایی اروپا (ESA) اعلام کرده که فضاپیمای گایا نشان داده این پیچ‌خوردگی ناشی از برخورد مداوم کهکشان راه شیری با یک کهکشان کوچک‌تر به نام "کهکشان کوتوله قوس" (Sagittarius dwarf galaxy) است. این کهکشان در گذشته سه بار از میان دیسک کهکشان راه شیری عبور کرده است. طبق گفته ESA، کهکشان قوس طی ۴ تا ۵ میلیارد سال گذشته در حال گردش به دور راه شیری بوده و در جریان این ادغام، به‌تدریج متلاشی شده است.

به گفته یوهانس سالمان، دانشمند پروژه گایا، این فضاپیما نشان داده که هر بار برخورد کهکشان قوس با راه شیری، تشکیل ستاره‌ها در کهکشان ما افزایش یافته است. جالب‌تر اینکه یکی از این دوره‌های افزایش تشکیل ستاره‌ها با زمانی که خورشید ما شکل گرفت، هم‌زمان بوده است. همچنین گایا کشف کرده که خورشید در نزدیکی یک ساختار بزرگ و موج‌مانند از ابرهای گازی میان‌ستاره‌ای به نام "موج رادکلیف" قرار دارد.

به گفته جیسون هانت، کهکشان کوتوله قوس طی شش میلیارد سال گذشته در حال ادغام آرام با راه شیری بوده و بارها با کهکشان ما برخورد کرده است. با این حال، این کهکشان کوتوله از نظر جرم بسیار کوچک‌تر از آن است که بتواند چنین اختلالاتی را در راه شیری ایجاد کند، بنابراین تصویر کلی هنوز کامل نیست.

فضاپیمای گایا قرار است چهارمین مجموعه داده‌های خود را در اواخر سال ۲۰۲۶ منتشر کند. این داده‌ها شامل تمام اندازه‌گیری‌های گایا از حدود ۲ میلیارد ستاره و منابع دیگر است و حتی یک کاتالوگ از سیاره‌های فراخورشیدی را نیز ارائه خواهد داد.

برای ادامه مسیر، ESA در حال کار روی مأموریتی به نام GaiaNIR است؛ نسخه‌ای از گایا که در طیف مادون قرمز عمل می‌کند. این مأموریت قادر خواهد بود از میان غبار موجود در دیسک راه شیری عبور کرده و ستارگان بیشتری را مشاهده کند. همچنین این مأموریت ارتباط مستقیمی بین تشکیل ستاره‌ها و دینامیک و ساختار کهکشان راه شیری برقرار خواهد کرد. براساس گفته آنتونی براون، این مأموریت که بخشی از برنامه "Voyage2025" است، ممکن است در دهه‌های ۲۰۴۰ تا ۲۰۵۰ به فضا پرتاب شود.

هانت اضافه می‌کند که با انجام این اندازه‌گیری‌ها در مأموریتی دیگر، می‌توان حرکات ستارگان را با دقت بیشتری در طی چندین دهه بررسی کرد و اندازه‌گیری‌های گایا و GaiaNIR را با هم ترکیب کرد.

پایان مأموریت گایا

با اینکه گاز نیتروژن فضاپیمای گایا برای کنترل دقیق چرخش آن در فضا رو به اتمام است، این فضاپیما همچنان فعال بوده و تحت آزمایش‌های فنی برای بهبود کالیبراسیون قرار دارد. با این حال، از زمان پرتاب گایا در دسامبر ۲۰۱۳، مخزن سوخت آن تقریباً خالی شده است.

ESA اعلام کرده که طی چند هفته آینده، گایا مدار کنونی خود را در نقطه لاگرانژ ۲ (L2) بین زمین و خورشید ترک خواهد کرد و به مدار نهایی خود در اطراف خورشید وارد خواهد شد که بسیار دورتر از تأثیر گرانشی زمین است. این فضاپیما در تاریخ ۲۷ مارس به‌طور کامل خاموش خواهد شد.

منابع

space

Forbes

ترجمه مجله علمی کازمولوژی

Instagram