Europski svemirski teleskop Gaia promijenio je način na koji promatramo nebo. Analize pokazuju da zvjezdani skupovi nisu izolirane cjeline, već dijelovi golemih mreža i lanaca koji povezuju galaktički prostor na razinama koje donedavno nismo mogli ni zamisliti.
Prije desetak godina Europska svemirska agencija (ESA) poslala je u orbitu teleskop Gaia, ambicioznu misiju čiji je zadatak bio uhvatiti što precizniju sliku Mliječne staze. Od tada je Gaia promatrala milijarde zvijezda i stvorila do sada najdetaljniju kartu naše galaksije. Teleskop je ispunio i premašio očekivanja, ne samo mjereći položaje i sjaj zvijezda, već otkrivajući kako se one kreću, kako nastaju i kako nestaju. Nakon više od desetljeća rada Gaia sada miruje, smještena u stabilnu orbitu oko Sunca, no bogatstvo podataka koje je prikupila tek treba biti u potpunosti objavljeno i proučeno.
Već sada dostupni podaci ostavljaju bez daha. Od prvog promatranja 2014. godine Gaia je pratila kako se zvijezde kreću kroz prostor, bilježila njihova zbijanja i raspršivanja te osjetljive podrhtaje površina, takozvane zvjezdotrese. Snimila je kako zvijezde sazrijevaju, kako u kasnim fazama života kristaliziraju i kako se u Mliječnu stazu uklapaju usamljeni putnici protjerani iz drugih sustava. Na temelju tih opažanja nastala je do sada najopsežnija i najpreciznija karta naše galaksije u više dimenzija.
Jedan od ključnih ciljeva bio je razumjeti zvjezdane skupove. Postoje dvije osnovne vrste: otvoreni skupovi, manji i sastavljeni od stotina ili tisuća zvijezda, smješteni uglavnom u disku galaksije, te kuglasti skupovi, masivni i gusto zbijeni, koji se nalaze na periferiji ili oko središta galaksije i sadrže milijune zvijezda. Većina zvijezda počinje život u takvim zajednicama, no vremenom se razilaze i stapaju s ostalom populacijom galaksije. Pratiti te procese znači pratiti povijest same Mliječne staze.
Gaia kao kozmološki popisivač
Gaia je do sada prikupila trilijune mjerenja za milijarde zvijezda. U katalozima misije nalaze se podaci o položajima, sjajevima, starosti i kretanju zvijezda s preciznošću koja nadmašuje sve dosadašnje pokušaje. Manje od trećine tog materijala objavljeno je, a već otvara nova vrata u istraživanju galaksije. Kada se radi s objektima tako brojnima, grupno promatranje nudi uvid koji je nemoguće steći analizom pojedinačnih slučajeva.
Upravo je zato Gaia provela dosad najopsežniji “popis” zvjezdanih skupova. Promatrala je sumnjive članove skupova, provjeravala njihova gibanja i koristila preciznu fotometriju kako bi utvrdila jesu li iste starosti i udaljenosti. Time su odvojeni pravi skupovi od slučajnih poravnanja zvijezda na nebu, poznatih kao asterizmi. “Zahvaljujući Gai možemo ukloniti zvijezde uljeze koje se samo čine članovima skupova i time drastično povećati točnost naših analiza”, objašnjava Antonella Vallenari iz Talijanskog nacionalnog instituta za astrofiziku (INAF) i zamjenica predsjedateljice Konzorcija za obradu i analizu podataka Gaia (DPAC). “Možemo pronaći i nevjerojatan broj novih skupova, od malih grupa od samo nekoliko zvijezda do velikih zajednica s tisućama članova.”
Gaia je otkrila nove, do sada skrivene skupine zvijezda koje dijele iste obrasce gibanja i nalaze se u istim prostornim regijama. Primjena algoritama strojnog učenja dodatno je povećala preciznost: softver prepoznaje manje podskupove unutar već poznatih zajednica, odvaja prave članove od slučajnih prolaznika i otkriva složene strukture koje su do sada ostajale neprimijećene. Među zanimljivijim nalazima izdvajaju se skupine zvijezda koje se gibaju neuobičajeno, ne prate očekivane putanje i postupno se raspršuju prema rubovima galaksije, poput zajednice koja napušta svoj izvorni dom bez jasnog pravca.
Zvjezdano susjedstvo
Gaia nije promijenila samo naš pogled na udaljene dijelove galaksije; revolucionirala je i razumijevanje susjedstva Sunca. Stvorene su karte u tri i šest dimenzija, obuhvaćajući položaje i brzine milijuna zvijezda u okolini. Teleskop je razotkrio mlade zvjezdane asocijacije, tamne molekularne oblake, struje zvijezda i protozvijezde, objekte u nastanku. Najpoznatije su asocijacije Orion OB1 i Škorpion–Kentaur, čija je prostorna struktura sada vidljiva prvi put u punom opsegu.
Jedan od ključnih procesa koje Gaia istražuje je stellar feedback – energija i materija koje zvijezde vraćaju u međuzvjezdani prostor kroz zračenje, zvjezdane vjetrove, mlazove i eksplozije. Ti povratni procesi oblikuju oblake iz kojih nastaju nove generacije zvijezda, a Gaia je precizno mapirala kako se odvijaju u našem dijelu galaksije. Dosadašnji rezultati već su promijenili stavove o nastanku skupova: pokazalo se da mnoge male skupine, tzv. OB asocijacije, nisu ostatci raštrkanih zajednica nego su od početka nastajale kao labave, razdvojene cjeline.
Gaia je redefinirala i Gouldov pojas, prsten zvijezda za koji se pokazalo da zapravo nije prsten nego iluzija nastala zbog perspektive, zvijezde su raspoređene duž dvaju velikih linearnijih struktura, poznatih kao Split i Radcliffeov val. Potonji je posebno intrigantan: riječ je o golemom, valovitom nizu oblaka plina i zvijezda mase oko tri milijuna Sunca, koji se proteže kroz više poznatih zvjezdanih regija.
Promatranja su pokazala i da spiralni krakovi Mliječne staze možda nisu trajne značajke. Mladi skupovi unutar njih gibaju se različitim brzinama i smjerovima, sugerirajući da su ti golemi krakovi prolazne tvorevine.
Repovi, tragovi i budućnost istraživanja
Dok zvjezdani skupovi putuju kroz galaksiju, na njih djeluju gravitacijski poremećaji uzrokovani oblacima plina, tamnom tvari i zvjezdanim barom u središtu Mliječne staze. Ti utjecaji rastežu skupove i stvaraju duge plimne repove, struje zvijezda koje napuštaju matični skup. “Plimni repovi nisu samo trag prošlosti, oni pričaju priču o životu i raspadu skupova,” kaže Tereza Jeřábková sa Sveučilišta Masaryk u Češkoj. “Dugo smo ih mogli vidjeti samo u rjeđim dijelovima galaksije, no Gaia ih je otkrila i u najgušćim regijama.”
Primjeri poput Hyada, čiji se repovi protežu kroz ogroman dio neba, pokazuju kako se skupovi s vremenom rastvaraju. Slični tragovi zabilježeni su i kod skupa Coma Berenices (Berenikina kosa), zatim Blanco 1, NGC 752 i Messier 44 (poznatog kao Košnica). Gaia je potvrdila da zvijezde u tim repovima doista napuštaju matične skupove, što je utvrđeno usporedbom njihovih osi vrtnje i kretanja.
Znanstvenici sada žele otkriti još više repova i pratiti ih u sve slabijim granicama svjetline. Novi teleskopi i projekti poput 4MOST-a i WEAVE-a, te buduća misija ESA-e Plato, koja će loviti egzoplanete, dopunit će Gaiu i otkriti još detalja o zvjezdanim obiteljima i njihovim vezama.
“Podaci s teleskopa Gaia dosad su nezamislivi po opsegu i točnosti”, naglašava Johannes Sahlmann iz ESA-e. “Oni su potpuno promijenili astronomiju Mliječne staze, osobito kada je riječ o skupovima. Danas znamo da nebo nije nasumičan raspored svjetala nego mreža isprepletenih niti koje povezuju zajednice zvijezda.
Gaia je dovršila promatranja, ali njezina znanstvena ostavština tek počinje. Dva velika kataloga, jedan 2026., a drugi nakon 2030., donijet će još neotkrivenih priča o milijardama zvijezda. Ono što je teleskop već otkrio pokazuje da Mliječna staza nije statična slika nego dinamičan, složen i neprestano promjenjiv sustav, a lanci skupova samo su početak tog novog pogleda na nebo.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
