Vesoljsko plovilo Gaia je impresiven inženirski podvig. Njegova primarna naloga je preslikati položaj in gibanje več kot milijarde zvezd v naši galaksiji in ustvariti najbolj izčrpen zemljevid Rimske ceste doslej. Gaia zbira tako veliko količino natančnih podatkov, da lahko odkrije, ki presega svojo glavno nalogo. Na primer, z opazovanjem spektra zvezd lahko astronomi izmerijo maso posameznih zvezd s 25-odstotno natančnostjo. Na podlagi gibanja zvezd lahko astronomi izmerijo porazdelitev temne snovi v Rimski cesti. Gaia lahko odkrije tudi eksoplanete, ko gredo pred zvezdo. Toda ena izmed bolj presenetljivih uporab je ta, da bi nam Gaia lahko pomagala odkriti kozmične gravitacijske valove.
Območje Rimske ceste, ki ga je opazovala Gaia. Zasluge: X. Luri & DPAC-CU2
Nova študija kaže, kako je to mogoče storiti. Delo temelji na prejšnji študiji, opravljeni z uporabo zelo dolge osnovne interferometrije (VLBI), kjer so radijski teleskopi merili položaj in navidezno gibanje kvazarjev. Kvazarji so svetli radijski viri, oddaljeni milijarde svetlobnih let. Ker so kvazarji tako daleč, delujejo kot fiksne točke na nebu. Z natančnim merjenjem kvazarjev lahko tako natančno določiti položaje na Zemlji da lahko vidimo, kako se celine premikajo zaradi tektonike plošč in kako se vrtenje Zemlje sčasoma upočasni.
Medtem ko so kvazarji v bistvu fiksne točke, se lahko njihova svetloba rahlo odbije z gravitacijskim lečam. Če zvezda preide v vidno polje kvazarja, se zdi, da se kvazar rahlo premakne. Ker lahko gravitacijski valovi tudi odbijajo svetlobo, bi lahko zaznali prisotnost gravitacijskih valov skozi navidezno nihanje kvazarjev. Opazovanja kvazarjev VLBI niso našla nobenih znakov gravitacijskih valov, kar jim postavlja zgornjo mejo v našem vesolju.
Paša zvezdne svetlobe mimo Sonca. Zasluge: Wikipedia
Čeprav meritve položaja Gaie niso tako natančne kot VLBI, so dovolj natančne za zaznavanje gravitacijske leče. Pravzaprav astronomi upoštevati učinek leče sonca pri analizi podatkov Gaia. Tako je ekipa pogledala podatke o položaju Gaie za 400.000 kvazarjev. Čeprav kvazarji niso zvezde, so mnogi od njih optično svetli in Gaia meri njihov položaj, kot da bi bili zvezde. Ekipa je iskala statistične dokaze nihanja v podatkih kvazarja Gaia in jih ni našla. Toda glede na veliko število opazovanih kvazarjev bi lahko postavili močnejšo zgornjo mejo za lokalne gravitacijske valove. Iz te študije je ekipa pokazala, da v naši lokalni skupini, ki vključuje tako Rimsko cesto kot galaksijo Andromeda, ni binarnih supermasivnih črnih lukenj.
Kar je super pri tej študiji, je, da kaže moč velikih podatkov. Ko opazujemo nebesa tako v velikem obsegu kot z veliko natančnostjo, lahko astronomi podatke uporabijo na inovativne načine. Gaia nikoli ni bila namenjena preučevanju gravitacijskih valov, a vseeno lahko. Ko se še naprej pomikamo v področje astronomije velikih podatkov, kdo ve, kaj bomo še odkrili.
Referenca:Shohei Aoyama, et al. Gaia 400,894 QSO omejitev na gostoto energije nizkofrekvenčnih gravitacijskih valov .'arXiv prednatisarXiv: 2105.04039 (2021).
