Получить обычную фотографию Млечного Пути снаружи невозможно: Земля находится внутри галактического диска, примерно в двух третях пути от центра к его краю. Поэтому карту нашей галактики создают иначе — как модель, построенную по положениям, расстояниям и движениям множества объектов. Именно эту задачу решала миссия ESA Gaia.
Как работает Gaia
С 2014 по 2025 год спутник Gaia находился в точке Лагранжа L2, в полутора миллионах километров от Земли. За это время он выполнил более трёх триллионов наблюдений примерно двух миллиардов объектов — звёзд, квазаров, галактик, астероидов и других тел. Научные наблюдения завершились 15 января 2025 года; в марте 2025 года аппарат перевели на орбиту «на пенсии» вокруг Солнца.
Ключевой метод — астрометрия: измерение параллакса, то есть видимого смещения звезды на фоне далёких объектов при движении Земли вокруг Солнца. Параллакс позволяет вычислить расстояние до звезды. Положения и собственные движения доступны для огромного числа источников, а измерения лучевой скорости — лишь для части из них. Для таких объектов получается шестимерная картина: три пространственные координаты и три составляющие скорости.
Не все два миллиарда объектов в каталоге Gaia — звёзды Млечного Пути. Среди них есть далёкие квазары, объекты Магеллановых Облаков и другие галактики.
Что показала анимация января 2025 года
Когда в январе 2025 года агентство ESA опубликовало «лучшую анимацию Млечного Пути от Gaia», изображение обошло мировые СМИ. Это не фотография галактики снаружи, а художественная визуализация на основе данных. Модель формы диска, центральной перемычки и спиральных рукавов строится по положению сотен миллионов звёзд, однако окончательная трёхмерная структура всех рукавов по-прежнему остаётся предметом исследований — в том числе потому, что межзвёздная пыль сильно поглощает оптический свет в направлении центра галактики.
Что Gaia узнала о структуре Млечного Пути
Данные первых выпусков — а наиболее полным из опубликованных остаётся DR3 от июня 2022 года — уже изменили представления об устройстве галактики.
Центральная перемычка (бар) галактики прослеживается по движениям звёзд в центральных областях. Спиральная структура диска подтверждена, но детали расположения рукавов уточняются: Gaia показала, что молодые скопления в разных частях Млечного Пути движутся с разными скоростями, а сами рукава, по всей видимости, не являются постоянными долгоживущими структурами.
Одно из важных открытий — масштаб взаимосвязей между звёздными скоплениями. Данные Gaia показали, что многие молодые скопления входят в протяжённые цепи и семейства, а вокруг распадающихся групп видны звёздные потоки и приливные хвосты. В обзоре ESA, опубликованном в августе 2025 года, эти результаты были сведены в общую картину связанных звёздных сообществ.
В окрестностях Солнца Gaia составила детальную карту звёздообразующих регионов, тёмных молекулярных облаков, молодых скоплений и «приливных хвостов» — длинных полос звёзд, вырванных из скоплений гравитационным взаимодействием с галактической структурой. У ближайшего к нам скопления Гиады обнаружены приливные хвосты протяжённостью в сотни световых лет.
Gaia также помогла уточнить строение волны Рэдклиффа — длинной волнообразной газовой структуры, которая связывает области звездообразования в Орионе, Персее и Тельце. По формулировке ESA, заключённой в ней массы достаточно для образования примерно трёх миллионов звёзд.
Ограничения и то, чего Gaia не делала
Оптический телескоп Gaia не «видит сквозь» пыль. Именно поэтому центральные области галактики и значительная часть диска в плоскости Млечного Пути остаются труднодоступными для астрометрии в видимом диапазоне — их изучают инфракрасные обзоры, работающие на других длинах волн.
Gaia не «разгадала» окончательно форму спиральных рукавов и не установила точное число рукавов. Расположение рукавов по-прежнему уточняется в сочетании с радионаблюдениями и инфракрасными данными других проектов.
Следующие данные: DR4 и DR5
Gaia завершила наблюдения, но обработка данных продолжается. Следующий большой выпуск — Data Release 4 (DR4), основанный на 66 месяцах наблюдений, — ожидается в декабре 2026 года. Финальный выпуск DR5, который охватит все 10,5 лет работы миссии, выйдет не ранее конца 2030 года. Пока опубликовано менее трети итогового массива, однако и по этой части каталога астрономы продолжают получать новые результаты.
Будущие наземные обзоры — 4MOST, WEAVE — и космические миссии, такие как планетоискатель PLATO, дополнят данные Gaia спектроскопическими и другими измерениями, позволяя восстанавливать историю отдельных звёзд и скоплений в ещё большей детали.
Чего ожидать от DR4
Data Release 4 охватит первые 66 месяцев наблюдений и станет крупнейшим выпуском данных Gaia на сегодняшний день. Ожидается, что он включит улучшенные астрометрические решения для миллиардов объектов, расширенный каталог двойных звёзд и более детальные данные о переменных звёздах. Учёные уже применяют нынешние выпуски для уточнения расстояний до ближайших галактик, исследования тёмной материи через аномалии в движениях звёзд и моделирования того, как Млечный Путь поглощал карликовые галактики в прошлом — в частности, события, известного как слияние Gaia-Sausage-Enceladus.
Итоговый DR5 будет основан на полных 10,5 годах наблюдений и включит данные, собранные вплоть до 15 января 2025 года. По оценкам ESA, он ожидается не ранее конца 2030 года — обработка такого массива данных требует многолетнего труда большого консорциума.
Место Gaia в астрономии
Значение Gaia выходит далеко за пределы исследования структуры Млечного Пути. По данным ESA, миссия создала крупнейшую трёхмерную карту примерно 1,3 миллиона квазаров, наблюдала астероиды Солнечной системы и искала невидимые спутники звёзд по небольшим астрометрическим отклонениям. Её каталоги также используют для калибровки шкалы расстояний и точных проверок движения небесных объектов.
Миссия завершила наблюдения, однако обработка основной части данных ещё впереди. Gaia продолжила астрометрическую работу спутника Hipparcos на несопоставимо большем каталоге, а DR4 и DR5 должны сделать модель Млечного Пути точнее без превращения её в окончательную и неизменную схему галактики.
Читайте также: Как создавалась детальная инфракрасная карта Млечного Пути по данным VVV и VVVX