【2022年6月17日 ヨーロッパ宇宙期間】

ヨーロッパ宇宙機関(ESA)の位置天文衛星「ガイア」は、2013年の打ち上げ以来、全天サーベイ観測を行って天体の位置や地球からの距離などを測定し続けている。その目的は、これまでで最も正確で多元的な天の川銀河のマップを作ることだ。その成果をまとめたデータは、これまで3回にわたって公開されている。2020年12月の第3期データ初期リリース(EDR3)には18億個以上の天体の位置や明るさが含まれていた。

今回公開された第3期データ(DR3)はその完全版で、天体の分類や化学組成、温度、色、質量、年齢、視線速度などが追加されている。こうした情報は、同じくDR3に含まれる分光観測データによって明らかにされた。

全天の星の動き
DR3のデータに基づく全天の星の動き。(左)視線速度。天体が太陽系に近づいている(暗く表示)か遠ざかっている(明るく表示)かを表す。右下の大小マゼラン雲のように天の川銀河の外の天体も含む。(右)視線速度と固有運動。色は視線速度(青は太陽系に近づき、赤は遠ざかる)を表し、線は各領域の天体が天球上でどのように動いているかを表す。画像クリックで表示拡大(提供:ESA/Gaia/DPAC/CU6, O. Snaith, D. Katz, P. Sartoretti, N. Leclerc and the CU6 team)

DR3は恒星の化学組成に関する過去最大規模の一斉調査でもある。恒星に含まれる水素とヘリウムはビッグバンの時点から存在したのに対して、酸素や炭素など重い元素は恒星内部での反応で生成され、星の死によってまき散らされたものだ。つまり、恒星の化学組成からその由来がわかり、多くの星を調べれば天の川銀河の歴史もわかる。ガイアの観測データから、始原的な物質でできている星、太陽のように前世代の星によって供給された物質でできている星のほか、天の川銀河外を起源とする星も特定された。「天の川銀河は美しい星のるつぼです。この多様性は銀河の形成史を物語るものであり、重要です」(仏・コート・ダジュール天文台 Alejandra Recio-Blancoさん)。

星間塵の分布と星の化学組成
(左)星間塵の分布。中央の黒い領域は塵が多く、黄や濃い青の領域は少ない。(右)星の化学組成。赤いほど水素に対する重元素の割合が多い。天の川銀河の中心や銀河面(上下の中央)に近い星は、遠い星に比べて重元素が豊富なことがわかる。画像クリックで表示拡大(提供:ESA/Gaia/DPAC/CU6, N. Leclerc, P. Sartoretti and the CU6 team. CC BY-SA 3.0 IGO)

さらにDR3のデータからは80万個以上の連星のカタログが作られたほか、1000万個の変光星、巨大分子雲、遠く離れたクエーサーや銀河の情報なども得られた。太陽系内についても15万6000個もの小惑星のデータがあり、太陽系の起源に対する理解を一層深めるために役立てられそうだ。

小惑星の分布
ガイアがとらえた小惑星の6月13日における位置、および10日間での移動量。青は地球接近小惑星、緑は小惑星帯の天体、オレンジは木星トロヤ群(提供:P. Tanga (Observatoire de la Côte d'Azur))

「ガイアは特定の天体を対象とする他のミッションとは異なり、サーベイ(天域の調査・測量)ミッションです。全天を何度もサーベイすることによって、他のミッションでは見逃してしまうようなものをガイアなら発見することが約束されているのです。天文学コミュニティが私たちの新しいデータに飛び込んできて、天の川銀河とその周辺について私たちが想像しうる以上に多くのことを発見してくれるのが待ちきれません」(ガイア・プロジェクトサイエンティスト Timo Prustiさん)。