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Il mwfqGaia (in passato mwfgacronimo di mwfwGlobal Astrometric Interferometer for Astrophysics)cite-ref-panoramica-4-0[4] è un satellite artificiale che ha svolto una missione mwhaastrometrica sviluppata dall'mwhqAgenzia Spaziale Europea, continuazione della missione mwhgHipparcos, facente parte del programma scientifico mwhwHorizon 2000. Il lancio è avvenuto il 19 dicembre del mwia2013 (9:12:18 mwiqUTC), il satellite era stato inserito in un'mwigorbita di Lissajous attorno al secondo mwiwpunto lagrangiano del sistema mwjaSole-mwjqTerra. Il punto è conosciuto anche come L2cite-ref-nasa-1-1[1], e offre ottime caratteristiche per l'osservazione in quanto Sole, Terra e mwkgLuna si posizionano fuori dal campo di osservazione del satellite insieme a un relativamente basso livello di radiazioni e una buona stabilità termica.

La missione di Gaia, in origine di cinque anni è stata prima estesa fino dicembre 2022 e successivamente sino al 2025cite-ref-0-5-0[5], completando le ultime osservazioni a gennaio ed effettuando alcuni test tecnologici nei mesi successivi.cite-ref-6[6] Dopo oltre 11 anni di osservazioni, le comunicazioni col satellite sono state definitivamente disattivate il 27 marzo 2025cite-ref-7[7].

• La missione

• Veicolo

• Strumenti

• Lancio, durata e proroga

• Fine della missione

• Ricerca e risultati scientifici

• Scoperte rilevanti

• Pubblicazione dei dati

• Versioni future

• Curiosità

• Note

• Bibliografia

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Gaia ha compiuto nel corso della sua misisone oltre tre mwrwtrilioni di misurazioni di mwsastelle fino alla mwsqmagnitudine 20.cite-ref-8[8] L'obiettivo principale della missione era infatti l'effettuazione di misure astrometriche di altissima precisione. Il satellite ha determinato la posizione esatta di ogni stella in tempi diversi durante la durata operativa prevista (era di cinque anni con una possibile estensione di un ulteriore anno, al 2023 era già stata estesa diverse volte). Ha misurato quindi direttamente il mwtgmoto proprio con una precisione variabile tra 20 e 200 micro mwtwarco secondi, rispettivamente per stelle di magnitudine 15 e 20. Sfruttando l'effetto della mwuaparallasse ha calcolato anche la distanza di ognuna delle stelle, con una precisione maggiore per quelle più vicine e luminose. La sonda ha anche effettuato misure mwuqfotometriche a diverse mwuglunghezze d'onda e in diversi periodi temporali degli oggetti determinandone la mwuwvelocità radiale.

In definitiva Gaia ha creato una mappa tridimensionale molto precisa della porzione di mwwgGalassia vicina a noi, e una mappa meno accurata ma comunque dettagliata del resto, sfruttando le stelle più luminose e visibili a grandi distanze. La mappa comprende sia la posizione che i movimenti delle stelle, in modo da poter studiare l'evoluzione della mwwwGalassia ed è disponibile per essere consultata sul sito della missionecite-ref-9[9]. Le misure fotometriche forniranno dettagliate informazioni fisiche sulla composizione e sulle caratteristiche delle stelle osservate. Permetteranno di definire la luminosità, la mwyagravità, la temperatura e la composizione chimica di ogni stella misurata. Quest'analisi delle stelle fornirà dati fondamentali per risolvere problemi sull'origine, la struttura e la storia evolutiva della Galassia. Un gran numero di mwyqquasar, mwygpianeti extrasolari e oggetti del mwywsistema solare sono sati misurati nel contempo.

L'altissima risoluzione ottica degli strumenti di GAIA ha permesso anche l'identificazione di molti mwzqpianeti extrasolari: nell'arco degli 11 anni di missione sono infatti stati misurati oltre 267 milioni di transiticite-ref-10[10]; il pianeta più piccolo individuabile da GAIA ha mwagmassa pari a quella di mwawGiove, cioè 300 volte mwbaquella della Terra, e mwbqperiodo orbitale fino a 10 anni. Alla massima distanza osservabile (mwbg200 pc) GAIA ha potuto individuare pianeti di mwbw2-3 MJ distanti tra 2 e mwca4 au dalla loro stella, mentre a distanze intorno a mwcq25 pc è stato possibile individuare pianeti di massa simile a quella di mwcgSaturno (mwcw95 M⊕) a distanza compresa tra 1 e mwda4 aucite-ref-11[11].

I dati acquisiti da GAIA sono gestiti, per quanto riguarda l'Italia, daI centro di elaborazione dell'mwegOsservatorio Astrofisico di Torino in collaborazione con mwewALTECcite-ref-1-12-0[12].

Gaia è un satellite di 2.030mwgg kg al lancio, di cui 920mwgw kg per la mwhapiattaforma, 710mwhq kg per il mwhgcarico utile, 335mwhw kg di propellente utilizzato dai motori a razzo responsabili delle manovre fino all'inizio della fase scientifica della missione e 60mwia kg di gas utilizzato dai propulsori a gas freddo utilizzati durante il resto della missione. La struttura principale ha la forma di un prisma esagonale alto 3,5 m e di 3 m di diametro, escluso lo schermo solare che aumenta il diametro a 10 metri.cite-ref-eoportal-13-0[13] Per mantenere la mwjqmessa a fuoco precisa su stelle distanti molti anni luce, le uniche parti mobili sono gli mwjgattuatori per allineare gli specchi e le valvole per azionare i propulsori. Non è fornito di mwjwruote di reazione o mwkagiroscopi. I sottosistemi del veicolo spaziale sono montati su un telaio rigido in mwkqcarburo di silicio, che fornisce una struttura stabile che non si espande o si contrae a causa della temperatura. Il mwkgcontrollo dell'assetto è fornito da piccoli propulsori a gas freddo che possono emettere 1,5 microgrammi di mwkwazoto al secondo.cite-ref-eoportal-13-1[13]cite-ref-prusti-14-0[14]

Il carico utile di Gaia è costituito da due telescopi identici a tre specchi con un'apertura di 1,45 × 0,50 m e una mwnglunghezza focale di 35 m. Ogni telescopio ha uno specchio primario con una superficie di 1,46 × 0,51 m e sono montati su un banco del diametro di 3 metri.cite-ref-prusti-14-1[14]

Gli strumenti principali di Gaia sono tre:

• Lo strumento di mwpgastrometria (Astro) determina con precisione le posizioni di tutte le stelle più luminose di magnitudine 20 misurando la loro posizione angolare.cite-ref-cosmos-15-0[15] Combinando le misurazioni di una qualsiasi stella durante la durata della missione, sarà possibile determinare la sua parallasse, e quindi la sua distanza e il suo moto proprio.

• Lo strumento mwrafotometrico (BP/RP) consente l'acquisizione di misure di luminosità delle stelle nella banda spettrale 320–1000 mwrqnm, di tutte le stelle più luminose della magnitudine 20.cite-ref-cosmos-15-1[15] I fotometri blu e rosso (BP/RP) sono utilizzati per determinare le proprietà stellari come temperatura, massa, età e composizione elementare.cite-ref-panoramica-4-1[4] La fotometria multicolore è fornita da due mwtgprismi di mwtwsilice fusa a bassa risoluzione che disperdono tutta la luce che entra nel campo visivo nella direzione di scansione prima del rilevamento. Il fotometro blu (BP) opera nell'intervallo di lunghezze d'onda 330–680mwua nm; il fotometro rosso (RP) copre l'intervallo di lunghezze d'onda 640–1050mwuq nm.

• Lo mwuwspettrometro di velocità radiale (RVS) viene utilizzato per determinare la velocità degli oggetti celesti lungo la linea di vista acquisendo spettri ad alta risoluzione nella banda spettrale 847–874mwva nm per oggetti fino a magnitudine 17.

Il lancio ufficiale era fissato il 20 novembre 2013 alle 8:57:30 mwvwUTC (le 9:57:30 mwwaCET), ma è stato effettuato il 19 dicembrecite-ref-16[16] a bordo di un mwxqSoyuz ST-B/mwxgFregat-MT. Dopo circa 3 settimane, l'8 gennaio 2014 Gaia ha raggiunto l'orbita operativa, nel mwxwpunto lagrangiano L2 del sistema Sole-Terra.cite-ref-17[17]

La missione è stata originariamente programmata e finanziata per cinque anni. A dicembre 2017 l'ESA ha prolungato la durata della missione per ulteriori 18 mesi, sino a dicembre 2020cite-ref-18[18], poi nel 2018 è stata estesa al 2022cite-ref-extended-19-0[19] ed infine è stata ulteriormente prorogata al 2025cite-ref-0-5-1[5] (anno in cui finiranno i suoi gas freddi interni, necessari al puntamento di precisione).

L'ultima osservazione scientifica di Gaia è stata effettuata il 10 gennaio 2025.cite-ref-jan2025-20-0[20] Dopo diverse settimane di test tecnologici a bordo, Gaia ha lasciato la sua orbita nei pressi del punto di Lagrange Lmw3w2 ed è stata inserita in un'mw4aorbita eliocentrica, lontano dalla sfera di influenza della Terra.cite-ref-gaia-eom-21-0[21] Dopo aver trasferito tutti i dati rimanenti alla Terra, Gaia è stata dismessa e mw5qpassivata il 27 marzo 2025. Da allora la missione è entrata nella fase post-operativa per completare e pubblicare il mw5gGaia Data Release finale, DR5, entro la fine del 2030.cite-ref-extended2-22-0[22]

Il rilascio del primo blocco di dati (DR1, mw7qData Release 1 relativi alle osservazioni compiute fra luglio 2014 e settembre 2015), è avvenuto il 14 settembre 2016cite-ref-23[23]. La seconda pubblicazione dei dati, DR2, mw8gData Release 2, che copre il periodo osservativo tra luglio 2014 e maggio 2016, è stata resa disponibile il 25 aprile 2018cite-ref-24[24] e comprende:

• Posizione e mw-qluminosità: c.a 1,7 miliardi di stelle

• mw-wTemperatura superficiale: c.a 161 milioni di stelle

• mw-qParallasse e mw-gmoto proprio c.a 1,3 miliardi di stelle

• Raggio: c.a 77 milioni di stelle

• mwaqeVelocità radiale: c.a 7 milioni di stelle

• mwaqmAsteroidi del sistema solare analizzati: 14000cite-ref-25[25]

Per alcune delle stelle più brillanti della seconda campagna osservativa, il livello di precisione equivale a quella di osservatori a terra in grado di individuare una moneta da un euro situata sulla superficie della Luna. L'analisi di quattro milioni di stelle entro i 5000 mwaqka.l. ha consentito di ridefinire dettagliatamente il mwaqodiagramma Hertzsprung-Russell.cite-ref-vallenari-26-0[26]cite-ref-27[27]

Un terzo blocco di dati, EDR3, mwarqEarly Data Release 3, anticipazione della intera mwaruRelease 3 che è avvenuta nel 2022cite-ref-28[28], è stato reso disponibile il 3 dicembre 2020cite-ref-29[29]cite-ref-30[30] con i dati spettrali e le lunghezze d'onda di emissione delle stelle osservate, pur non contemplando osservazioni di mwasivelocità radiali che sono state acquisite dalle precedenti release per agevolare la combinazione di dati spettroscopici e astrometricicite-ref-31[31]. Questa ultima pubblicazione dell'mwascindagine osservativa di Gaia comprende:

• mwasoastrometrica completa (posizioni nel cielo (α, δ), parallassi e mwassmoti propri) di circa 1,5 miliardi di sorgenti con magnitudine limite di circa G ≈ 21

• corrispondenza incrociata con i dati delle missioni/cataloghi mwas0Hipparcos-2, Tycho-2cite-ref-32[32] + TDSC unito, mwati2MASS PSC (unito a 2MASX), mwatmSDSS DR13, mwatqPan-STARRS1 DR1, SkyMapper DR1cite-ref-33[33], mwatoGSC 2.3, APASScite-ref-34[34] DR9, RAVE DR5cite-ref-35[35], allWISEcite-ref-36[36] e URAT-1cite-ref-37[37]

• astrometria a due parametri - posizioni nel cielo (α, δ) - per circa 344 milioni di sorgenti aggiuntive

• Nel 2024 viene prodotto il catalogo mwau0Qaia con 1,3 milioni di Quasar rilevatecite-ref-38[38]

• Il primo oggetto scoperto da Gaia è stato mwavuGaia14aaa una mwavysupernova di una mwavcgalassia lontana. Gli oggetti scoperti vengono nominati con un identificativo composto dal nome del satellite, Gaia, le ultime due cifre dell'anno dell'identificazione, ad esempio 14 per il 2014, e un codice alfabetico progressivo iniziando da aaa, aab, aac e così via; ad esempio, il ventisettesimo oggetto scoperto da Gaia nel 2014 si chiama Gaia14aba.

• Osservando stelle di tipo mwavkRR Lyrae tra i dati di Gaia, Un gruppo di astronomi, unitamente a colleghi dell'mwavouniversità di Cambridge,cite-ref-39[39] ha individuato una galassia, Ant 2, a circa 425.000 anni luce dalla Terra, avente una densità estremamente bassa e dalle dimensioni simili alla mwawaGrande Nube di Magellano.

• Nel marzo 2021, l'Agenzia Spaziale Europea ha annunciato che Gaia aveva identificato per la prima volta un mwawiesopianeta in transito. Il pianeta è stato scoperto in orbita attorno alla stella di tipo solare Gaia EDR3 3026325426682637824. Dopo la sua scoperta iniziale, lo spettrografo PEPSI del mwawmLarge Binocular Telescope (LBT) in mwawqArizona è stato utilizzato per confermare la scoperta e classificarlo come un mwawupianeta gioviano. Nel maggio 2022, la conferma di questo esopianeta, designato Gaia-1b, è stata formalmente pubblicata, insieme a un secondo pianeta, Gaia-2b.cite-ref-40[40]

• A novembre 2022 Gaia avrebbe trovato il mwaw0buco nero più vicino alla Terra; denominato Gaia BH-1 sarebbe situato a circa 1600 anni luce di distanza in direzione della mwaw8costellazione dell'Ofiuco.cite-ref-41[41] I buchi neri scoperti, in realtà, sono due. Sono stati nominati Gaia BH1 e Gaia BH2 e si trovano a soli 1560 e 3800 anni luce da noi, rispettivamente nella direzione della costellazione dell’Ofiuco e di quella del Centauro. Sono entrambi circa dieci volte più massicci del nostro Sole, e sono i più vicini alla Terra finora scoperti.cite-ref-42[42]cite-ref-el-badry2022-43-0[43]

• Nel 2023, è stato annunciato che le osservazioni di Gaia hanno permesso di stimare la massa della Via Lattea, che è risultata essere significativamente inferiore a quella stimata in precedenza. Prima della missione Gaia la massa della Galassia era stata stimata utilizzando la velocità delle mwax4galassie nane attorno alla Via Lattea, partendo dal presupposto che questi oggetti celesti le stessero orbitando attorno. I dati forniti da Gaia hanno rivelato che queste galassie nane, in realtà, non erano in orbita attorno ad essa ma sono arrivate nelle vicinanze della Via Lattea meno di 3 miliardi di anni fa. Questi calcoli hanno invalidato il metodo utilizzato dagli astronomi per stimare la massa della nostra galassia, che l'aveva significativamente sovrastimata. Utilizzando i dati forniti da Gaia che ha misurato invece le curve di rotazione delle stelle un team di scienziati ha proposto un valore di mwaya2,06+0,24 −0,13×1011 M⊙, vale a dire circa 200 miliardi di masse solari, cinque volte meno di quanto stimato in precedenza. Questo valore, inferiore rispetto a quello di altre mwayegalassie a spirale, solleva interrogativi, anche se ciò potrebbe essere spiegato dal differente metodo usato per la stima della massa totale delle galassie.cite-ref-44[44]cite-ref-45[45]

• Nell'aprile 2024, Gaia ha scoperto il mwaysbuco nero stellare più massiccio conosciuto, mwaywGaia BH3, la cui massa è risultata essere 33 volte quella del Sole e situato a una distanza di poco più di 1900 anni luce dalla Terra.cite-ref-46[46]

• Nell'agosto 2024 è stato annunciato che Gaia aveva scoperto la mwazibinarietà di oltre 350 mwazmasteroidi, raddoppiando quasi il numero degli asteroidi binari conosciuti.cite-ref-47[47]

Nel corso degli anni vengono pubblicati diversi cataloghi Gaia, ognuno con una quantità crescente di informazioni. La prima pubblicazione dei dati, Gaia DR1, basata su 14 mesi di osservazione, è avvenuta il 14 settembre 2016.cite-ref-48[48]cite-ref-49[49]cite-ref-50[50] Questa pubblicazione include posizioni e mwaacmagnitudini per 1,1 miliardi di stelle utilizzando solo dati Gaia; posizioni, mwaagparallassi e mwaakmoti propri per oltre 2 milioni di stelle" basati su una combinazione di dati Gaia e mwaaoTycho-2 per gli oggetti presenti in entrambi i cataloghi; mwaascurve di luce e caratteristiche di circa 3.000 mwaawstelle variabili e posizioni e magnitudini per oltre 2000 mwaa0sorgenti extragalattiche utilizzate per definire il sistema di riferimento celeste.cite-ref-releasescenario-51-0[51]cite-ref-52[52]cite-ref-53[53]

La seconda pubblicazione dei dati (DR2), avvenuta il 25 aprile 2018,cite-ref-54[54] si basa su 22 mesi di osservazioni effettuate tra il 25 luglio 2014 e il 23 maggio 2016. Include posizioni, parallassi e moti propri per circa 1,3 miliardi di stelle e posizioni di ulteriori 300 milioni di stelle nell'intervallo di magnitudine 3–20, dati fotometrici nelle bande del rosso e blu per circa 1,1 miliardi di stelle e mwab8fotometria a colore singolo per ulteriori 400 milioni di stelle e mwacavelocità radiali mediane per circa 7 milioni di stelle tra magnitudine 4 e 13. Contiene inoltre dati per oltre 14.000 oggetti selezionati del sistema solare.cite-ref-55[55]cite-ref-selectedasteroids-56-0[56]

A causa delle incertezze nella mwacopipeline dei dati, la terza versione, basata su 34 mesi di osservazioni, è stata divisa in due parti in modo che i dati pronti per primi fossero rilasciati prima degli altri. La prima parte, EDR3 ("Early Data Release 3"), composta da posizioni, parallassi e moti propri migliorati, è stata rilasciata il 3 dicembre 2020. Le coordinate in EDR3 utilizzano una nuova versione del sistema di riferimento celeste Gaia (Gaia –CRF3), basata sulle osservazioni di 1.614.173 sorgenti extragalattiche, 2.269 delle quali erano comuni alle sorgenti radio nella terza revisione dell'International Celestial Reference Frame (ICRF3).cite-ref-edr3-57-0[57] È incluso il Catalogo Gaia delle stelle vicine (GCNS), contenente 331.312 stelle entro (nominalmente) 100 mwac8parsec (330 anni luce).cite-ref-58[58]cite-ref-59[59]

Il DR3 completo, pubblicato il 13 giugno 2022, include i dati EDR3 più i dati del sistema solare; informazioni sulla variabilità; risultati per stelle non singole, per quasar e per oggetti estesi; parametri astrofisici; e un set di dati speciale, il Gaia Andromeda Photometric Survey (GAPS).cite-ref-60[60]

Tra DR3 e DR4 è stato rilasciato un prodotto mirato, che ha pubblicato, tra le altre cose, nuovi dati sull'ammasso mwad4Omega Centauri utilizzando una nuova tecnica di osservazione; la tecnica sarà estesa a tutti gli mwad8ammassi globulari e ad altri campi densi in futuri rilasci di dati completi.

La pubblicazione completa dei dati per la missione nominale quinquennale, DR4, includerà cataloghi astrometrici, fotometrici e di velocità radiale completi, soluzioni per stelle variabili e non singole, classificazioni delle sorgenti più molteplici parametri astrofisici per stelle, mwaecbinarie irrisolte, mwaeggalassie e mwaekquasar, un elenco di esopianeti e dati di epoca e transito per tutte le sorgenti..cite-ref-brown2025-61-0[61] Ulteriori pubblicazioni avranno luogo a seconda delle estensioni della missione. Si prevede che la maggior parte delle misurazioni in DR4 saranno 1,7 volte più precise di DR2; i moti propri saranno 4,5 volte più precisi. Si prevede che DR4 sarà rilasciato non prima di dicembre 2026.cite-ref-releasescenario-51-1[51]cite-ref-brown-future-62-0[62]

Il catalogo finale di Gaia, DR5, sarà composto da tutti i dati raccolti durante la durata della missione. Sarà 1,4 volte più preciso del DR4, mentre i moti propri saranno 2,8 volte più precisi del DR4.cite-ref-brown-future-62-1[62] Sarà pubblicato non prima della fine del 2030. Tutti i dati di tutti i cataloghi saranno disponibili in un database online di libero utilizzo.

È stata sviluppata un'applicazione di divulgazione, Gaia Sky, per esplorare la galassia in tre dimensioni utilizzando i dati di Gaia.cite-ref-63[63]

• La sonda è stata il soggetto di una singolare vicenda: l'essere scambiata per un asteroide. Il programma di ricerca astronomica mwaguPan-STARRS ha osservato il 23, 24 e 25 aprile 2015 un oggetto celeste legato gravitazionalmente al sistema Terra-Luna e sul momento, poiché si ritenne che non fosse un oggetto artificiale, gli fu assegnata una sigla asteroidalecite-ref-64[64], dopo poco più di dodici ore le verifiche effettuate sull'orbita seguita dell'oggetto dimostrarono che si trattava della sonda Gaiacite-ref-65[65].

• Il satellite opera anche mediante un programma di supporto eseguito dal mwag8VST sul mwahaParanal, dando esempio di attività multi-strumentale tra telescopi di terra e spaziali.cite-ref-66[66]

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• mwbh4Hipparcos

Altri progetti

• Wikimedia Commons

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• mwbim(EN) Pagina ESA sul satellite Gaia, su rssd.esa.int.