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Die Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) ist nicht so bekannt wie das Hubble-Weltraumteleskop oder das James-Webb-Weltraumteleskop. Diese Mission produziert jedoch derzeit die meisten wissenschaftlichen Arbeiten und hat es ermöglicht, einen beispiellosen Sprung im Verständnis der Geschichte der Galaxie zu machen.
Gaia funktioniert anders als Webb oder Hubble. Anstatt das Universum ein faszinierendes entferntes Objekt nach dem anderen zu überblicken, scannt Gaia den gesamten Himmel immer und immer wieder. Das untertassenartige Teleskop am Lagrange-Punkt 2, etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, beobachtet 2 Milliarden der hellsten Sterne am Himmel, wobei sein Bild frei von den verzerrenden Effekten der Erdatmosphäre ist, die bodengestützte Teleskopbeobachtungen stören. Gaia konzentriert sich auf einige grundlegende Parameter: die Entfernung der Sterne von der Erde, die Geschwindigkeit, mit der sich die Sterne durch den Weltraum bewegen, und die Richtung ihrer Bewegung, wie sie auf der Ebene des Himmels und in drei Dimensionen erscheint.
Da Objekte im Weltraum den Gesetzen der Physik gehorchen, können Wissenschaftler die Flugbahnen dieser Sterne Milliarden von Jahren in die Vergangenheit und Zukunft modellieren und so die Ereignisse enthüllen, die die Entwicklung der Galaxie geprägt haben. Die als galaktische Archäologie bekannte Disziplin ist seit dem Start von Gaia im Jahr 2013 erheblich gewachsen, und die neue Datenveröffentlichung soll die Forschung beschleunigen.
Diese neuen Daten enthalten das, was Astronomen als astrophysikalische Parameter bezeichnen. Astrophysikalische Parameter, die aus den beobachteten Lichtspektren von Sternen abgeleitet werden, zeigen das Alter, die Masse, die Helligkeit und in einigen Fällen die detaillierte chemische Zusammensetzung der beobachteten Sterne.
Die Gruppe von Sternen, die Astronomen dank einer neuen Datenveröffentlichung vom 13. Juni „kennengelernt“ haben, besteht aus einer halben Milliarde einzelner Objekte, die von Gaia beobachtet wurden. Diese Informationen werden Astronomen dabei helfen, die Abfolge der Ereignisse zu klären, die die Milchstraße gebildet haben, und „die Geschichte ihrer Entstehung wirklich zu enträtseln“.
Astronomen glauben, dass sich die Milchstraße etwa 800 Millionen Jahre nach dem Urknall zu bilden begann und eine Periode intensiver Bildung von 1 bis 2 Milliarden Jahren durchlief. Diese Entstehungszeit umfasste zahlreiche Kollisionen mit anderen Galaxien, die die Milchstraße allmählich in das verwandelten, was wir heute sehen: eine massive Spiralgalaxie mit 200 Milliarden Sternen (Gaia sieht nur etwa 1 % davon).
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In zuvor veröffentlichten Gaia-Daten fanden die Forscher Spuren dieser frühen Kollisionen – Wellen, die immer noch durch die Galaxie wandern und die Bewegung von Sternen beeinflussen. Die bedeutendste dieser Kollisionen war die Kollision mit der Gaia-Galaxie Enceladus. Diese Galaxie war etwa viermal so groß wie die Milchstraße, als sie vor etwa 10 Milliarden Jahren kollidierten. Die Kollision, so zeigten die Gaia-Daten, schuf den Halo der Milchstraße, eine Sphäre aus dünn verstreuten Sternen, die die viel mächtigere Scheibe der Galaxie umgibt.
Die letzten Milliarden Jahre waren ruhig für die Milchstraße. Die Galaxie gebar Sterne und sah zu, wie sie mit konstanter Geschwindigkeit starben, während sie immer noch die Schocks früherer Umwälzungen absorbierte. Doch in Zukunft wird es wieder unruhig. Tatsächlich beobachten Astronomen bereits das Nahen der nächsten galaktischen Kollision: die Kollision zweier Zwerggalaxien, die die Milchstraße umkreisen - die Große Magellansche Wolke und die Kleine Magellansche Wolke.
„Die Magellanschen Wolken sind erst vor kurzem, in den letzten Milliarden Jahren, in eine Umlaufbahn um die Milchstraße eingetreten“, sagen Wissenschaftler. „Wir können bereits sehen, wie sie das Gravitationskraftfeld der Milchstraße beeinflussen, und wenn wir wirklich gut darin sind, die Vergangenheit zu rekonstruieren, können wir das alles vielleicht in Zukunft durchführen und sehen, wann die Wolken mit der Milchstraße verschmelzen. "
Trotz der turbulenten Kindheit der Milchstraße steht das schrecklichste Ereignis noch bevor: eine Kollision mit der Andromeda-Galaxie, dem nächsten großen galaktischen Nachbarn. Andromeda, die derzeit mehr als 2,5 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist, gehört zu den von Gaia beobachteten Himmelsobjekten. Die neue Datenveröffentlichung wird neue Einblicke in die Kollision geben, die die beiden Galaxien in etwa 4,5 Milliarden Jahren erschüttern wird.
Die Sonne wird sich dem Ende ihres Lebens nähern, wenn ihre Muttergalaxie mit Andromeda kollidiert, daher ist es unwahrscheinlich, dass die Menschheit jetzt schon Zeuge einer galaktischen Kollision wird. Die Erde wird wahrscheinlich für lange Zeit verlassen sein, versengt von der immer heißer werdenden Sonne.
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