I 2013 distribuerte European Space Agency (ESA) Gaia misjon, et romobservatorium som er designet for å måle bevegelsene til himmellegemer. De siste fire årene, Gaia har studert fjerne stjerner, planeter, kometer, asteroider, kvasarer og andre astronomiske objekter, og dataene den har skaffet seg vil bli brukt til å konstruere den største og mest presise 3D-romkatalogen som noensinne er laget, til sammen 1 milliard objekter.
Bruker data levert av Gaia, et team av internasjonale forskere gjennomførte en studie av den nylig oppdagede stjerneklyngen kjent som Gaia 1. Ligger omtrent 15 000 lysår fra Jorden og måler 29 lysår i radius, har mye om denne klyngen forblitt ukjent. Som sådan hjalp denne studien til å sette begrensninger for en rekke mysterier i denne stjerneklyngen, som inkluderer dens alder, metallisitet og opprinnelse.
Av hensyn til studien deres, som nylig dukket opp i tidsskriftet Astronomi og astrofysikk under tittelen "Detaljert kjemisk overflodanalyse av tykk diskstjerneklyngen Gaia 1", gjennomførte teamet en detaljert kjemisk overflodundersøkelse av Gaia 1 for å bestemme de ukjente parametrene. Fra dette er det sannsynlig at nøyaktige estimater for alder og sammensetning nå er mulig.
Denne stjerneklyngen ble først identifisert i mai 2017, takket være den første utgivelsen - aka. Data Release 1 (DR1) - fra ESA. Basert på fotometri levert avGaia, Two Micron All-Sky Survey (2MASS), Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), og Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS1) - objektet ble karakterisert som en mellomalder (6,3 milliarder) år) og moderat metallrikt system.
Denne kombinerte fotometrien indikerte også at klyngen hadde en radius på omtrent 29 lysår og inneholdt så mye som 20 000 solmasser. Imidlertid fant ytterligere studier at klyngen faktisk var langt mer metallrik enn tidligere antatt. Dette indikerte at Gaia 1 sannsynligvis ville være betydelig yngre, med anslag som nå hevdet at den var minst 3 milliarder år gammel.
I tillegg løftet disse påfølgende studiene også muligheten for at klyngen hadde en ekstra galaktisk opprinnelse, basert på det faktum at den går i bane rundt 5 500 lysår (~ 1,7 kpc) over Melkeveiens disk. For å avhjelpe dette brukte teamet - ledet av Andreas Koch fra University of Lancaster og Center for Astronomy Heidelberg - Gaia-data for å utføre en detaljert studie av hvor metallrig klyngen var for å få en bedre ide om sin alder .
Som de uttalte i sin studie: “[T] hans arbeid fokuserer på en detaljert kjemisk overflodeanalyse av fire røde kjempemedlemmer i Gaia 1, basert på høyoppløselig spektroskopi, som vi kompletterer med en undersøkelse av orbitalegenskapene til dette overgangsobjektet. .” Dette besto av å måle forekomsten av 14 elementer i disse røde kjempestjernene, som ble valgt fra 2MASS-undersøkelsen.
Det de bestemte var at Gaia 1 var mer metallfattig enn tidligere forventet, noe som indikerte at den er eldre enn de reviderte aldersestimatene antydet - mellom 3 og 5,3 milliarder år gammel. I tillegg målte de også de riktige bevegelsene og banene til de fire målstjernene ved å bruke data hentet fra den femte amerikanske Naval Observatory CCD Astrograph Catalog (UCAC5).
Denne informasjonen avslørte at de fire målstjernene i løpet av banene deres ville nå en maksimal avstand på 3 262 lysår (1,0 kpc) over den galaktiske disken, noe som var en indikasjon på at de ikke var ekstra-galaktisk med opprinnelse. Sist, men ikke minst, indikerte de at Gaia 1s struktur ikke virkelig stemmer overens med strukturen til en kuleklynge, slik den opprinnelig ble betegnet. Som de konkluderer med i studien:
“Dette bekrefter at Gaia 1 er snarere en massiv og lysende åpen klynge enn en kuleklynge med lav masse. Endelig styrker orbitale beregninger av målstjernene våre kjemiske funn av Gaia 1s nåværende medlemskap med tykkdisken, selv om det fremdeles er uklart, hvilke mekanismer som setter det på det stedet. "
Mens denne studien har bidratt til å plassere begrensninger for en av et nyoppdaget Gaia-objekt, erkjenner teamet at det fremdeles er mye å oppdage om denne stjerneklyngen. De erkjenner også at det er en feilmargin når det gjelder studien deres, og at ytterligere forskning er nødvendig før Gaia 1 kan klassifiseres på riktig måte.
"Imidlertid kan antydningen til en metallisitet spredt mellom forskjellige studier i litteraturen peke mot et mer sammensatt opphav som kan innebære en en gang mer massiv stamfader," oppgir de. "Dermed er spørsmålet om dens eksakte dannelse og opprinnelse uklart og må vente på flere data som de presise og nøyaktige parallaksene som Gaia kan tilby."
Denne nyoppdagede klyngen, og alle forsøk på å forstå den bedre, er bare toppen av isfjellet når det gjelder hva Gaia oppdraget har avslørt så langt. Den andre offisielle utgivelsen av Gaia-data - også. Gaia DR2 - skal etter planen finne sted i april 2018. Dette vil bli fulgt av en tredje utgivelse i 2020 og, med unntak av eventuelle oppdragsutvidelser, en fjerde og siste utgivelse i 2022.
