Gaia es una misión de la ESA que tiene por objetivo crear el mapa multidimensional más preciso y completo de la Vía Láctea. Esto permite a los astrónomos reconstruir la estructura y la evolución pasada de nuestra galaxia durante miles de millones de años, además de comprender mejor el ciclo de vida de las estrellas y nuestro lugar en el universo.

Ilustración del satélite Gaia observando la Vía Láctea. / Nave:ESA/ATG medialab/Vía Láctea:ESA/Gaia/DPAC/IGO/A. Moitinho.

En 2020 se publicó una versión temprana de la tercera publicación de datos (Early Data Release 3 o EDR3) de Gaia y este lunes se ha presentado la versión completa (DR3) de esta tercera entrega, que incluye información inédita y mejorada de 1.800 millones de estrellas de nuestra galaxia. El catálogo incorpora nueva información, incluidas las composiciones químicas, temperaturas, colores, masas, edades y velocidad a la que se acercan o alejan las estrellas de nosotros (velocidad radial).

Gran parte de esta información proviene de los nuevos datos de espectroscopia ahora publicados, una técnica en la que la luz de las estrellas se divide en los colores que la componen (como un arcoíris). Asimismo, los datos incluyen subconjuntos especiales de estrellas, como aquellas que cambian de brillo con el tiempo.

Otra novedad en este conjunto de datos es el catálogo más grande hasta la fecha de estrellas binarias, miles de objetos del sistema solar, como los asteroides y las lunas de planetas, y millones de galaxias y cuásares situados fuera de la Vía Láctea.

Terremotos estelares

Uno de los descubrimientos más sorprendentes que se ha efectuado gracias a estos nuevos datos es que Gaia puede detectar terremotos estelares (pequeños movimientos registrados en la superficie de una estrella) que cambian la forma de las estrellas, algo para lo que originalmente el observatorio no se había diseñado.

Anteriormente, Gaia ya había encontrado oscilaciones radiales que ocasionaban que las estrellas aumentaran y redujeran su tamaño de forma periódica mientras mantenían su forma esférica. Pero ahora también ha detectado otras vibraciones que pueden considerarse como tsunamis a gran escala. Estas oscilaciones no radiales alteran la forma global de la estrella y, por lo tanto, son más difíciles de detectar.

Los responsables de la misión han descubierto potentes terremotos estelares no radiales en miles de estrellas. Gaia también ha detectado estas vibraciones en estrellas donde rara vez se habían visto con anterioridad. A pesar de que estas estrellas no deberían registrar ningún terremoto conforme a la teoría actual, la nave los ha detectado en su superficie.

“Los terremotos estelares nos brindan mucha información sobre las estrellas, especialmente sobre su funcionamiento interno. Gaia inaugura una mina de oro para la asterosismología de estrellas masivas”, explica uno de los miembros de la colaboración Gaia, Conny Aerts, de la Universidad Ku Leuven en Bélgica.

El ADN de las estrellas

La composición de las estrellas nos puede brindar información acerca de su lugar de nacimiento y su trayectoria posterior y, por lo tanto, acerca de la historia de la Vía Láctea. Con la publicación de datos de este lunes, Gaia presenta el mayor mapa químico de nuestra galaxia junto a los movimientos 3D, que van desde nuestro vecindario solar hasta las galaxias más pequeñas que rodean a la nuestra.

Algunas estrellas contienen más metales pesados que otras. Durante el Big Bang, solo se formaron elementos ligeros (hidrógeno y helio). Los más pesados, los metales, se crean dentro de las estrellas, y cuando estas mueren, los liberan en el gas y polvo que encontramos en el medio interestelar, a partir del cual se forman nuevas estrellas. La formación activa de estrellas y su muerte permiten la existencia de un entorno más rico en metales. Por lo tanto, la composición química de una estrella es un poco como su ADN y nos ofrece información crucial sobre su origen.

Gracias a Gaia, observamos que algunas estrellas de nuestra galaxia están compuestas de material primordial, mientras que otras, como nuestro Sol, contienen materia enriquecida de generaciones anteriores de estrellas. Las que se encuentran más próximas al centro y al plano de nuestra galaxia son más ricas en metales en comparación con las estrellas situadas a una mayor distancia. Gaia también ha identificado estrellas que provenían inicialmente de galaxias distintas a la nuestra, basándose en su composición química.

Técnicas de observación de Gaia. / ESA

“Nuestra galaxia es un hermoso crisol de estrellas”, explica Alejandra Recio-Blanco, miembro de la colaboración Gaia en el Observatoire de la Côte d’Azur de Francia. “Y esta diversidad es extremadamente importante, ya que nos narra la historia de la formación de nuestra galaxia. Revela los procesos de migración dentro de ella y la acreción [crecimiento por adición de materia] de galaxias externas. Además muestra claramente que nuestro Sol y todos nosotros pertenecemos a un sistema en continuo cambio, formado gracias a la reunión de estrellas y gas procedente de distintos orígenes”.

Estrellas binarias, asteroides y cuásares

Otros artículos que también se publican ahora reflejan la amplitud y profundidad de los descubrimientos de Gaia. Un nuevo catálogo de estrellas binarias presenta la masa y evolución de más de 800.000 sistemas binarios, mientras que otro trabajo sobre asteroides que comprende 156.000 cuerpos rocosos profundiza en el origen de nuestro sistema solar.

Gaia también revela información sobre 10 millones de estrellas variables y macromoléculas misteriosas entre estrellas, así como sobre cuásares y galaxias situadas más allá de nuestro propio vecindario cósmico.

“A diferencia de otras misiones enfocadas a objetos específicos, Gaia es un survey o sondeo astronómico. Esto significa que, durante la inspección periódica de todo el cielo con miles de millones de estrellas, Gaia llevará a cabo descubrimientos que otras misiones más especializadas no podrían hacer. Es uno de sus puntos fuertes. Estamos impacientes por ver cómo la comunidad astronómica se sumerge en nuestros nuevos datos para obtener más información de la que podríamos imaginar sobre nuestra galaxia y su entorno”, apunta Timo Prusti, científico del proyecto de Gaia en la ESA.

Los nuevos datos de Gaia

En diciembre de 2020, la publicación preliminar de datos 3 de Gaia aportó el estudio astrométrico y fotométrico más grande y preciso hasta la fecha. Ahora la publicación de datos 3 completa contiene:

● El estudio de espectroscopia de baja resolución más grande hasta ahora

● El estudio de velocidad radial más grande jamás realizado

● La colección más grande de datos astrofísicos de las estrellas de la Vía Láctea

● En el caso de un gran número de clases de estrellas variables: el estudio más grande jamás realizado

● Estudio de estrellas binarias que supera todo el trabajo realizado al respecto en los últimos dos siglos

● Estudio de asteroides de extremada precisión que combina sus composiciones con sus órbitas

● Primer estudio de todo el cielo efectuado desde el espacio cuásares y de la forma de las galaxias en el Universo local

● Estudio fotométrico de la galaxia de Andrómeda