Vào tháng 12 năm 2013, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) đã ra mắt Gaia sứ mệnh. Kể từ đó, đài quan sát không gian này đã bận rộn quan sát hơn 1 tỷ vật thể thiên văn trong thiên hà của chúng ta và hơn thế nữa - bao gồm các ngôi sao, hành tinh, sao chổi, tiểu hành tinh, quasar, v.v. - tất cả chỉ vì mục đích tạo ra danh mục không gian 3D lớn nhất và chính xác nhất bao giờ thực hiện.
ESA cũng đã ban hành hai bản phát hành dữ liệu kể từ đó, cả hai đều dẫn đến một số khám phá đột phá. Mới nhất đến từ Đài thiên văn Leiden, nơi một nhóm các nhà thiên văn học đã sử dụng Gaia dữ liệu để theo dõi những gì họ nghĩ là những ngôi sao tốc độ cao bị đá ra khỏi Dải Ngân hà, nhưng thực tế dường như đang di chuyển vào thiên hà của chúng ta.
Nghiên cứu mô tả những phát hiện của họ đã được công bố gần đây trong Thông báo hàng tháng của Thiên văn Hoàng gia Xã hội - có tiêu đề Cẩu Gaia DR2 trong 6D: Tìm kiếm các ngôi sao nhanh nhất trong Galaxy. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Tommaso Marchetti, một ứng cử viên tiến sĩ của Đài thiên văn Leiden, và bao gồm Elena Rossi (một giáo sư tại Leiden) và Anthony Brown - chủ tịch của Hiệp hội phân tích và xử lý dữ liệu Gaia (DPAC).
Vì lợi ích của nghiên cứu, nhóm đã tham khảo dữ liệu từ Gaia từPhát hành dữ liệu thứ hai (DR2) - xảy ra vào ngày 25 tháng 4 năm 2018 và dựa trên các quan sát được thực hiện trong khoảng thời gian từ ngày 25 tháng 7 năm 2014 đến ngày 23 tháng 5 năm 2016. Chứa trong dữ liệu này là các vị trí, thị sai và chuyển động thích hợp cho khoảng 1,3 tỷ sao , bao gồm những người đang di chuyển quanh thiên hà của chúng ta với tốc độ hàng trăm km mỗi giây.
Các nhà thiên văn học quan tâm đến những ngôi sao này vì chuyển động của chúng có thể cung cấp manh mối về lịch sử quá khứ của Thiên hà. Lớp sao nhanh nhất trong số các ngôi sao này là các ngôi sao có tốc độ giảm âm (HVS), chúng di chuyển với tốc độ lên tới 700 km / giây (435 mi / s) ở khoảng cách từ 100 đến 50.000 năm ánh sáng từ trung tâm thiên hà. Những ngôi sao này được cho là có nguồn gốc từ lõi của thiên hà của chúng ta trước khi bị đẩy ra, nhờ vào các tương tác với Lỗ đen Siêu khối (SMBH) ở trung tâm của nó.
Cho đến nay, chỉ có khoảng 20 ngôi sao giảm âm được phát hiện trong thiên hà của chúng ta, nhưng Gaia từ phát hành dữ liệu thứ hai được công bố gần đây cung cấp một cơ hội duy nhất để tìm kiếm nhiều hơn trong số họ. Như đồng tác giả nghiên cứu Elena Maria Rossi đã giải thích trong một thông cáo báo chí gần đây của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia:
Trong số bảy triệu ngôi sao Gaia với các phép đo vận tốc 3D đầy đủ, chúng tôi đã tìm thấy hai mươi ngôi sao có thể di chuyển đủ nhanh để cuối cùng thoát khỏi Dải Ngân hà.
Trái ngược với những gì họ đang mong đợi, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng hầu hết các HVS mà họ phát hiện đang chạy về phía trung tâm của Dải Ngân hà và không rời xa nó. Vì vậy, thay vì là những ngôi sao bị đá ra khỏi thiên hà của chúng ta, hoàn toàn có khả năng chúng là những kẻ xen kẽ giữa các thiên hà đến từ Đám mây Magellan Lớn hoặc từ một thiên hà xa hơn. Nếu đúng, thì những ngôi sao này sẽ mang dấu ấn của trang web gốc của họ.
Theo cách tương tự như việc nghiên cứu các thiên thạch sao Hỏa có thể dạy chúng ta về cấu trúc và cấu tạo của sao Hỏa, nghiên cứu về những ngôi sao này có thể cho chúng ta biết nhiều về bản chất của các ngôi sao trong một thiên hà khác. Việc các HVS này đang đi qua thiên hà của chúng ta cũng tạo cơ hội cho các nhà thiên văn học nghiên cứu các ngôi sao ngoài thiên hà ở khoảng cách gần hơn nhiều so với những gì có thể. Như Elena đã giải thích:
Sao Stars có thể được tăng tốc lên vận tốc cao khi chúng tương tác với một lỗ đen siêu lớn. Vì vậy, sự hiện diện của những ngôi sao này có thể là dấu hiệu của những lỗ đen như vậy trong các thiên hà gần đó. Nhưng các ngôi sao cũng có thể đã từng là một phần của hệ thống nhị phân, bay về phía Dải Ngân hà khi ngôi sao đồng hành của chúng phát nổ như một siêu tân tinh. Dù bằng cách nào, nghiên cứu chúng có thể cho chúng ta biết thêm về các loại quá trình này trong các thiên hà gần đó.
Nhóm nghiên cứu thừa nhận rằng có một khả năng khác. Về cơ bản, những HVS mới được xác định này có thể có nguồn gốc từ vầng hào quang thiên hà của chúng ta, nhưng sau đó được tăng tốc và đẩy vào trong khi Dải Ngân hà bắt đầu liên lạc với một trong nhiều thiên hà lùn mà nó hợp nhất trong lịch sử của nó. Nhìn về phía trước, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ có được nhiều thông tin hơn về tuổi và thành phần của các ngôi sao bằng kính viễn vọng trên mặt đất.
Dữ liệu này sẽ giúp nhóm thu hẹp bản chất và nguồn gốc của những ngôi sao này với độ chính xác cao hơn. Ngoài ra, hai bản phát hành dữ liệu nữa được lên kế hoạch cho Gaia nhiệm vụ, với bản phát hành DR3 lên kế hoạch cho năm 2021 trong khi bản phát hành cuối cùng (mở rộng nhiệm vụ chặn) vẫn là TBD. Mỗi bản phát hành dữ liệu này sẽ cung cấp thông tin mới và chính xác hơn về một bộ sao lớn hơn. Như đồng tác giả Anthony Brown đã chỉ ra:
Cuối cùng, chúng tôi mong đợi các phép đo vận tốc 3D đầy đủ lên tới 150 triệu sao. Điều này sẽ giúp tìm ra hàng trăm hoặc hàng ngàn ngôi sao có tốc độ giảm, hiểu rõ hơn về nguồn gốc của chúng và sử dụng chúng để điều tra môi trường trung tâm Thiên hà cũng như lịch sử của Thiên hà của chúng ta.
Những kết quả mới nhất này một lần nữa chứng minh hiệu quả của Gaia đài quan sát đã được trong nhiệm vụ của nó. Từ giờ đến khi phát hành dữ liệu cuối cùng, nhiều khám phá thú vị hơn về thiên hà của chúng ta và môi trường xung quanh dự kiến sẽ được thực hiện.
