La importancia del satélite Gaia

Por Amelia Bayo y Juan Carlos Beamín, directora e investigador joven del Núcleo Milenio de Formación Planetaria, respectivamente.

¿Te has preguntado cómo los astrónomos saben si una estrella es muy brillante y está lejos o muy débil y está cerca? Esencialmente, cuando miramos al cielo lo que vemos es una proyección del Universo, es decir, un espacio de tres dimensiones,  reducido a dos dimensiones. ¿Cómo se deshace entonces esa proyección?

El método más preciso en astronomía para medir distancias es el paralaje, lo que no es más que un resultado trigonométrico. Este método se basa en el movimiento de la Tierra alrededor del Sol, el que provoca un desplazamiento aparente de las estrellas en el cielo. El ángulo subtendido por las líneas de observación de un objeto en dos diferentes posiciones se conoce como paralaje y corresponde al inverso de la distancia entre el objeto astronómico y la Tierra (para más información puedes ver el siguiente vídeo).

El movimiento de las estrellas en el cielo es pequeño ya que la distancia que recorre la Tierra en su órbita alrededor del Sol es pequeña si la comparamos con la distancia entre estas estrellas y nosotros. Por ejemplo, la estrella más cercana al Sistema Solar, Próxima Centauri, está a 4.22 años luz de distancia, lo que equivale a unas 267.000 veces la distancia de la Tierra al Sol.

Por esto, se necesitan instrumentos precisos para obtener estas distancias. Además, debemos considerar ciertos problemas extras, por ejemplo, la atmósfera terrestre dificulta la medición precisa de los ángulos, desde una posición en la Tierra no es posible cubrir el cielo completo y no siempre se puede acceder a un telescopio, lo que alarga el tiempo que ocurre entre cada observación de un mismo objeto.

Por lo anterior, las últimas misiones encargadas de realizar las mediciones de distancia han sido los satélites astrométricos Hipparcos y Gaia, ambos de la Agencia Espacial Europea, ESA.

Hipparcos (The High Precision Parallax Collecting Satellite), entre 1989 y 1993, obtuvo la posición de 120 mil estrellas y midió por paralaje la distancia a más de 100 mil estrellas. Sin embargo, Gaia, lanzado en diciembre de 2013, ha logrado medir distancias a más de mil trescientos millones de estrellas de la Vía Láctea y de galaxias vecinas, con una precisión mucho mayor que la de Hipparcos, lo que constituye su ventaja principal. Si comparamos, por ejemplo, el aumento en número de estrellas con un aumento del sueldo, sería pasar de ganar 250 mil pesos mensuales a más de 2.500 millones de pesos, y la precisión alcanzada sería ~100 veces mejor que Hipparcos.

Como sabemos, los desplazamientos de las estrellas en el cielo son minúsculos en comparación con las distancias entre estas estrellas y nosotros, por lo que son imperceptibles para la mayoría de los instrumentos. Sin embargo, Gaia puede medir estos ángulos diminutos con errores muy pequeños lo que la convierte en una misión única.

El nuevo catálogo de Gaia se publicó el pasado 25 de abril de 2018 y causó gran revolución ya que entrega paralajes, movimientos propios y posiciones con un nivel de precisión jamás alcanzado. El catálogo tiene la posición y el brillo de casi 1700 millones de estrellas, el paralaje y el movimiento propio de 1400 estrellas, además de información sobre los colores, la velocidad con que se acercan o alejan del Sol, datos sobre estrellas variables, estimación de temperaturas superficiales, extinción, radio y luminosidad. Sobre el Sistema Solar, contiene la posición de 15 mil objetos conocidos, principalmente asteroides. Este catálogo aumentará notablemente en 2022.

Aunque el impacto de esta misión es difícil de cuantificar hoy, ya que la astronomía de los próximos 20 años estará en buena medida formada por la herencia que nos está dejando Gaia, todos estos datos permitirán a los astrónomos aumentar la comprensión que tenemos sobre cómo las estrellas se distribuyen y se desplazan por la Vía Láctea y servirá para realizar estudios sobre el origen y evolución de nuestra galaxia.

Crédito de la imagen de la región considerada por cada misión: NASA, ESA, K. Kuntz (JHU), F. Bresolin (University of Hawaii), J. Trauger (Jet Propulsion Lab), J. Mould (NOAO), Y.-H. Chu (University of Illinois, Urbana), and STScI; Canada-France-Hawaii Telescope/ J.-C. Cuillandre/Coelum; G. Jacoby, B. Bohannan, M. Hanna/ NOAO/AURA/NSF.

Crédito de la imagen que ilustra la nota: ESA

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