La retina de Gaia y sus mil millones de píxeles

¿Se puede trazar la historia de colisiones y fusiones de galaxias, ocurridas en la Vía Láctea? Esto debería ser posible con la misión Gaia capaz de medir con precisión las posiciones y velocidades de mil millones de estrellas en el horizonte 2013-2014. Su cámara equipada con CCD de 106 está actualmente tomando forma.

Hacer arqueología galáctica, especificar la estructura y dinámica de la galaxia, esta es la principal ambición de los ingenieros y astrónomos que participan en la misión Gaia que se lanzará en 2013. Después de una comprensión más detallada de nuestra Vía Láctea adquirida con los datos y conocimientos de los últimos años, nos permitirá entender mejor a sus hermanas en el universo observable y, en consecuencia, su propia cosmología y la evolución de la complejidad del Big Bang al momento actual.

Gaia se colocará en una órbita alrededor del Sol muy específica, es decir, alrededor del segundo punto de Lagrange L2, que lleva el nombre del descubridor de este aspecto concreto, el gran matemático Joseph Louis Lagrange (1736-1813). El satélite se unirá a otros grandes hermanos europeos Herschel y Planck, durante una misión de cinco años. Esto es esencialmente una combinación de medidas de astrometría, fotometría y espectroscopía a cerca de un billón de estrellas, pero la búsqueda de exoplanetas y Neotierras también forma parte del programa. Las estimaciones iniciales sugieren que Gaia podría detectar entre diez mil y cincuenta mil planetas fuera de nuestro sistema solar.

Para ello, tendrá una cámara que consta de 106 elementos CCD. Los famosos sensores de Williard Boyle que aún no han terminado de revolucionar el mundo de la astronomía y la astrofísica. Justamente ahora que la ESA ha anunciado contar con 106000000000 sensores de píxeles, formando una de las partes principales de la instrumentación de Gaia.

Un gruo de técnicos arman los sensores CCD de Gaia en una habitación blanca en Toulouse. Hay 106 en total y se tardaba una media de un día para instalar 4. Los elementos se encuentran en los medios de comunicación de carburo de silicio y el conjunto pesa 20 kg. Cada CCD mide 6 x 4,7 cm con un grosor de sólo unas pocas decenas de micras. El hueco que deja entre los CCD adyacentes es de aproximadamente 1 mm.© Astrium

Gaia debe ser de al menos 200 veces mejor que Hipparcos, su predecesor en el campo de la astrometría, es decir, esencialmente la determinación de la posición angular y movimiento de los astros. Así que si Hipparcos podía medir desde la Tierra, el ángulo que corresponde a la altura de un astronauta sobre la Luna, Gaia será capaz de medir el pulgar de dicho astronauta. El satélite debería ser capaz de medir las características de hasta 3 millones de estrellas por grado cuadrado y permiten dibujar un mapa en 3D de todas las estrellas hasta la magnitud 20 con una precisión de 20 μas (microsegundo de arco).

Impresión artística de Gaia en el proceso de observación de la galaxia. © Medialab

Treinta mil CDs de información en cinco años

Se añadirán las mediciones espectroscópicas de alta resolución y la fotometría de precisión en el diagrama Hertzsprung-Russel. Entonces será posible hacer impresionantes estadísticas sobre las relaciones entre las masas, composición química, la luz, las temperaturas y las distancias de las estrellas en la Vía Láctea. Además de clarificar la teoría de la evolución y estructura de las estrellas, el mayor conocimiento de las posiciones, velocidades y composición química de las poblaciones de estrellas abre la puerta a su uso como trazadores de verdad de la evolución química de la galaxia y más en general de su historia.

Teniendo en cuenta que las estrellas son el equivalente de átomos que forman la Tierra, los astrónomos y astrofísicos participan en el mismo juego como geofísicos y geoquímicos analizar la estructura y evolución de nuestro planeta tendrá cuando el flujo de datos que Gaia va a dar. Se estima que, incluso comprimidos, estos datos representan el equivalente de 30000 CDs.

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