L'avventura di Gaia

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In origine GAIA era l'acronimo di Global Astrometric Interferometer for Astrophysics, ma l'evoluzione del progetto ha un po' cambiato le carte in tavola. All'ESA, però, non se la sono sentita di cestinare quel nome e l'hanno trasformato nel nome proprio di una sonda dalla quale gli astronomi si aspettano grandi cose. Gli obiettivi della missione sono incredibilmente ambiziosi. Nel corso dei previsti cinque anni di attività, infatti, Gaia non solo dovrà rilevare la posizione di un miliardo di stelle della Via Lattea (circa l'1% della popolazione complessiva), ma anche il moto di ciascuna di esse intorno al Centro galattico. Un compito osservativo ciclopico, al termine del quale gli astronomi potranno disporre di una mappa tridimensionale della nostra Galassia, una mappa senza precedenti per accuratezza e per numero di stelle coinvolte. Dietro a quelle posizioni e a quei moti stellari si nascondono informazioni cruciali sulla formazione e sull'evoluzione del nostro sistema stellare. Una vera manna per gli astronomi.

Non si tratterà affatto di osservazioni mordi-e-fuggi. Nei cinque anni della missione, infatti, ogni stella verrà osservata mediamente una settantina di volte con una precisione quaranta volte superiore a quella che ha caratterizzato, vent'anni fa, un'altra pietra miliare dell'ESA: la missione Hipparcos. Gaia misurerà la posizione delle stelle con un'accuratezza di 25 microarcosecondi. Il che significa, più o meno, che la strumentazione della sonda è in grado di misurare lo spessore del capello di una persona che abita a Chicago standosene a New York.
Dalla missione, però, ci si attende anche dell'altro. Grazie alle misure fotometriche multi-colour effettuate da Gaia, infatti, gli astronomi potranno stabilire i parametri essenziali delle stelle quali la luminosità e la temperatura superficiale. Inserendo queste informazioni nei modelli evolutivi sarà possibile ricavare la loro età e composizione e avere dunque un quadro davvero completo della popolazione stellare della Via Lattea.
Come se questo già non bastasse, il team di Gaia vuole guardare anche in altre direzioni. Tra gli obiettivi previsti, infatti, figura una particolare attenzione per le stelle più vicine, con la speranza di poter scoprire pianeti finora sfuggiti a ogni rilevazione. Le stime suggeriscono che Gaia potrebbe riuscire a rilevare migliaia - se non decine di migliaia - di pianeti delle dimensioni di Giove.
Analoga attenzione anche per un gruppuscolo di asteroidi particolarmente preoccupanti: gli Apohele. Questi corpi celesti, noti anche come IEO (Interior-Earth Objects), sono caratterizzati dal percorrere orbite interne a quella terrestre. Il che potrebbe indurci a concludere, in modo troppo sbrigativo, che non siano affatto pericolosi. Purtroppo per noi, le loro orbite sono soggette all'influenza di Venere e Mercurio e queste perturbazioni potrebbero trasformarli in pericolosi proiettili diretti contro il nostro pianeta. Da Terra è estremamente complicato osservarli, ma Gaia occupa una posizione decisamente più favorevole. Il suo particolare punto di osservazione, inoltre, potrebbe anche riservarci qualche sorprendente scoperta riguardo agli oggetti del Sistema solare che orbitano nelle gelide regioni un tempo dominio esclusivo di Plutone e oggi affollate dai cosiddetti KBO (Kuiper Belt Object).
La sorprendente qualità dei sensori di Gaia potrà infine permettere agli astronomi di rilevare nelle profondità del cosmo decine di migliaia di supernovae prima che queste impressionanti esplosioni stellari che pongono fine all'esistenza di una stella raggiungano il picco della loro luminosità. Osservazioni cruciali perché gli astronomi possano determinare al meglio le distanze in gioco.

Davvero notevole la partecipazione italiana, con ben otto Istituti e Osservatori INAF che contribuiranno al successo della missione. In questa mappa sono indicati gli Istituti coinvolti e, per ciascuno di essi, l'ambito di ricerca. Inoltre, il nostro Paese parteciperà per una frazione molto importante al Data Processing and Analysis Consortium (DPAC). Uno dei sei centri previsti per l'elaborazione dei dati, infatti, sarà proprio in Italia.

Il DPAC raggruppa oltre 400 tra astronomi, scienziati e ingegneri informatici da tutta Europa e si farà carico dell'analisi e della riduzione dell'incredibile mole di dati che giungeranno dalla sonda. Si stima che i soli dati scientifici raccolti nel corso della vita operativa di Gaia ammonteranno a 100 Terabytes, mentre l'archivio nel suo complesso sorpasserà 1 Petabyte. Gaia invierà a Terra i dati raccolti alla velocità di 5 Mbit/s per circa otto ore al giorno. Per raccogliere senza perdite questo prezioso flusso di informazioni l'ESA utilizzerà due tra le più sensibili antenne di cui dispone, quella spagnola di Cebreros e quella australiana di New Norcia, due gigantesche orecchie di 35 metri di diametro.

Lanciata lo scorso 19 dicembre dalla base europea di Kourou nella Guiana Francese con un razzo vettore Soyuz-Fregat, Gaia è ora felicemente in viaggio. Dopo le necessarie correzioni alla rotta (delicate e cruciali le previste accensioni dei razzi della sonda), fra tre settimane Gaia raggiungerà la sua destinazione di lavoro, a un milione e mezzo di chilometri di distanza dalla Terra.
Per chi volesse tenersi aggiornato sull'attività di Gaia o conoscere i dettagli tecnologici del satellite, i ricercatori dell'Università di Barcellona hanno realizzato per dispositivi iOS la Gaia Mission App. Tra le altre cose, questa applicazione - gratuita - informa in tempo reale gli utenti sulle operazioni del satellite, sulla sua posizione e sul volume dei dati inviati a Terra. Peccato che per il momento sia disponibile solamente in inglese, spagnolo e catalano.

 

Per approfondire: 
ESA Science & Technology
Blog (ESA)

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