L’immagine di calibrazione Gaia sull’ammasso stellare NGC1818 nella Grande Nube di Magellano a circa 50 Kpc da noi. Il campo coperto è di circa 3.5 minuti d’arco per lato e la durata dell’esposizione è di circa 2.5 sec. Per chi volesse confrontarla con altra immagini prese da telescopi da Terra e/o dallo spazio l’orientamento è con il Nord in alto e Est a sinistra, per le altre due Nord a destra e Est in basso. Credits : ESA / DPAC / Airbus DS
Come per ogni neonato, anche gli occhi di Gaia (vedi Media INAF), il satellite dell’ESA che mapperà circa 1,5 miliardi di oggetti nella Galassia, si stanno lentamente mettendo a fuoco. Gaia ci ha rilasciato la prima immagine test, NGC1818, un fitto ammasso di stelle nella Grande Nube di Magellano, la galassia satellite della nostra Via Lattea .
Gaia è stata lanciata il 19 dicembre 2013 e sta orbitando attorno al punto langrangiano del sistema Terra-Sole L2, a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra.
Arrivata in L2 lo scorso 19 Gennaio, ora Gaia si trova in fase di commissioning ovvero di verifica e calibrazione strumentale. Una volta terminato il collaudo, verso fine maggio, Gaia inizierà le misurazioni di routine e genererà quantità enormi di dati. Per massimizzare i risultati attesi sugli aspetti scientifici fondamentali della missione, saranno inviati sulla Terra per l’analisi solo piccoli ‘cut -outs’ centrati su ciascuna delle stelle rilevate.
Questo ammasso di stelle è stato catturato con lo scopo di “sintonizzare” il funzionamento degli strumenti ed è una delle prime “immagini”, nel senso proprio del termine, ad essere elaborata da Gaia; ma, ironia della sorte , sarà anche una delle ultime .
Infatti, quando comincerà ad operare in modo nominale, Gaia misurerà le stelle, o gli oggetti rilevati, uno per uno, ovvero, “ritagliando” delle piccole finestre di pixels attorno a essi. Godiamoci quindi questa vista di NGC1818 di Gaia!
L’immagine di Hubble
L’obiettivo di Gaia è quello di creare una mappa estremamente accurata della Via Lattea. Rispetto al predecessore Hipparcos, questo nuovo satellite astrometrico sarà 200 volte più preciso, la sua survey 50,000 volte più profonda in luminosità ed il volume coperto almeno 1.000.000 di volte più grande: un’immensa mappa celeste multidimensionale, la prima costruita dall’uomo in grado di guidarci con precisione per gran parte della Via Lattea. Gaia potrà, difatti, estendere il suo orizzonte galattico fino al centro della Via Lattea, a comprendere i due bracci a spirale principali di Carina-Sagittario (verso l’interno) e di Perseo (verso l’esterno), in sostanza con un’accuratezza tale da spingerci fino a circa 33000 anni luce dal Sole. In astrofisica, la distanza di un oggetto stellare è ritenuta utilizzabile come dato individuale se l’errore non va oltre il 10% della distanza stessa. Quindi i 10 µas d’errore sulla parallasse trigonometrica corrispondono a misure di qualità per parallassi fino a 100 µas, ovvero distanze entro 10.000 parsec o ~ 33.000 anni luce.
Di conseguenza possiamo affermare che grazie al volume della regione censita da Gaia, per la prima volta, misureremo le caratteristiche chimico-dinamiche “individuali” delle stelle appartenenti alle varie popolazioni/strutture galattiche (di disco, alone e bulge), verificando così in dettaglio i modelli teorici di evoluzione dinamica e chimica delle galassie e, quindi, della cosmologia generatrice, a rispondere a domande sulla sua origine ed evoluzione, nonché testare la fisica della gravitazione.
Scansionando ripetutamente il cielo, Gaia osserverà un oggetto celeste in media 70 volte nell’arco di cinque anni. La combinazione delle misure astrometriche con quelle fotometriche e spettroscopiche a bordo, consentirà a Gaia non solo di misurare posizioni e moti – sia la componente trasversale e sia quella lungo la linea di vista, radiale – ma anche le principali proprietà fisiche di ogni stella, compresa la sua luminosità, temperatura e composizione chimica .
Per raggiungere il suo obiettivo, Gaia girerà lentamente su stessa, spazzando con i suoi due telescopi tutto il cielo e mettendo a fuoco la luce proveniente da due direzioni di vista simultaneamente sul suo piano focale, una singola macchina fotografica digitale – la più grande che abbia mai volato nello spazio, con quasi un miliardo di pixel.
Ma prima, i telescopi devono essere allineati e messi a fuoco, unitamente alla calibrazione precisa degli strumenti, una procedura minuziosa che durerà diversi mesi prima che Gaia sarà pronta ad entrare nella fase operativa di cinque anni.
Come parte di questo processo, il team di Gaia sta adottando come modalità di test quella di scaricare sezioni di dati dalla fotocamera, tra cui l’immagine di NGC1818 , un giovane ammasso stellare nella Grande Nube di Magellano. L’immagine copre un’area meno dell’1 % del campo di vista completo di Gaia (1.45 m x 0.5 m).
Una volta che tutto il miliardo di stelle a cui punta Gaia sarà stato osservato durante i primi sei mesi di attività, saranno necessarie osservazioni ripetute nell’arco di cinque anni per misurare i loro piccoli movimenti e permettere agli astronomi di determinare le loro distanze e moti attraverso lo spazio.
L’immagine da Terra
Il catalogo finale di Gaia sarà rilasciato solo tre anni dopo la fine nominale della missione. Saranno pubblicati tuttavia dei dati intermedi; inoltre se venissero rilevati oggetti estremamente variabili come supernovae, saranno prontamente comunicati entro poche dal processamento dei dati .
Alla fine, l’archivio dati Gaia supererà un milione di gigabyte, pari a circa 200 000 DVD di dati. Per produrre questo colossale tesoro di dati, la comunità scientifica si è organizzata all’interno di un Consorzio dedicato specificatamente all’elaborazione e all’analisi dei dati di Gaia: il DPAC. Nato nel 2006 attualmente annovera più di 400 scienziati da ben 22 paesi europei: grazie al convinto sostegno di ASI ed INAF che finanziano l’impegno, l’Italia è, con la Francia, il maggiore contributore al DPAC.
Mario Gilberto Lattanzi, Responsabile della partecipazione Italiana in Gaia, con alle spalle già l’esperienza di Hipparcos e Hubble, così commenta: “Davvero emozionante poter vedere la prima immagine presa con i CCD astrometrici di Gaia! La prima valutazione è decisamente positiva. Nonostante la messa a fuoco ancora da raffinare (infatti è proprio una delle immagini prese dagli ingegneri di Astrium ed ESA per le sequenze di messa a fuoco fine che sono ancora in corso),
Si vede già subito sia il vantaggio di essere nello spazio (in 2.5 sec vediamo migliaia di oggetti!) sia la risoluzione paragonabile a quella dell’Hubble (il cui primario circolare ha un diametro di 2.4 m)! Si vedono anche le caratteristiche della tipica immagine di diffrazione ‘a croce’ dei telescopi di Gaia che hanno i primari rettangolari (1.45 m x 0.5 m). Questo spiega anche perché i ‘baffi’ di diffrazione nella direzione Est-Ovest sono più larghi di quelli nella direzione Nord-Sud. Avanti cosi!’”
Guarda e ascolta su INAF-TV Mario Lattanzi commentare l’immagine: