Gaia (nave espacial)

Gaia es un observatorio espacial retiradode la Agencia Espacial Europea (ESA) que fue lanzado en 2013 y operó hasta marzo de 2025. La nave espacial fue diseñada para astrometría : medir las posiciones, distancias y movimientos de las estrellas con una precisión sin precedentes, ^{[ 7 ] [ 8 ]} y las posiciones de los exoplanetas midiendo atributos de las estrellas que orbitan, como su magnitud aparente y color . ^{[ 9 ]} A partir de 2026, el procesamiento de datos de la misión continúa, con el objetivo de construir el catálogo espacial 3D más grande y preciso jamás realizado, que totaliza aproximadamente 1000 millones de objetos astronómicos , principalmente estrellas, pero también planetas, cometas, asteroides y cuásares , entre otros. ^{[ 10 ]}

Para estudiar la posición y el movimiento precisos de sus objetos objetivo, la nave espacial monitoreó cada uno de ellos aproximadamente 70 veces ^{[ 11 ]} durante los cinco años de la misión nominal (2014–2019), y aproximadamente la misma cantidad durante su extensión. ^{[ 12 ] [ 13 ]} Debido a que sus detectores se degradaron más lentamente de lo esperado inicialmente, la fase de adquisición de datos de la misión se extendió, ^{[ 14 ]} durando hasta el 27 de marzo de 2025, cuando los científicos de la ESA apagaron Gaia después de más de una década de servicio. ^{[ 15 ]} Gaia apuntó a objetos más brillantes que la magnitud 20 en una banda fotométrica amplia que cubría el rango visual extendido entre el ultravioleta cercano y el infrarrojo cercano; ^{[ 16 ]} dichos objetos representan aproximadamente el 1% de la población de la Vía Láctea. ^{[ 11 ]} Además, se esperaba que Gaia detectara miles a decenas de miles de exoplanetas del tamaño de Júpiter más allá del Sistema Solar mediante astrometría, ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]} 500 000 cuásares fuera de esta galaxia y decenas de miles de asteroides y cometas conocidos y nuevos dentro del Sistema Solar. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}

Aunque el telescopio fue desactivado en 2025, la misión Gaia continúa analizando los datos recopilados para crear un mapa tridimensional preciso de los objetos astronómicos de la Vía Láctea y cartografiar sus movimientos, que codifican el origen y la evolución posterior de la Vía Láctea. Las mediciones espectrofotométricas proporcionan propiedades físicas detalladas de todas las estrellas observadas, caracterizando su luminosidad , temperatura efectiva , gravedad y composición elemental . Este enorme censo estelar proporciona los datos de observación básicos para analizar una amplia gama de cuestiones importantes relacionadas con el origen, la estructura y la historia evolutiva de la Vía Láctea. A partir de 2026, no se espera la última publicación de datos antes de finales de 2030.

Sucesor de la misión Hipparcos (1989-1993), Gaia forma parte del programa científico a largo plazo Horizonte 2000+ de la ESA. Gaia fue lanzada el 19 de diciembre de 2013 por Arianespace utilizando un cohete Soyuz ST-B / Fregat-MT desde Kourou , en la Guayana Francesa. ^{[ 24 ] [ 25 ]} La nave espacial operó en una órbita de Lissajous alrededor del punto de Lagrange L ₂ Sol - Tierra . La observación científica finalizó oficialmente el 15 de enero de 2025. ^{[ 26 ]}

El telescopio espacial Gaia tuvo sus orígenes en la misión Hipparcos de la ESA (1989-1993). Su misión fue propuesta en octubre de 1993 por Lennart Lindegren ( Observatorio de Lund , Universidad de Lund , Suecia) y Michael Perryman (ESA) en respuesta a una convocatoria de propuestas para el programa científico a largo plazo Horizon Plus de la ESA. Fue adoptada por el Comité del Programa Científico de la ESA como misión fundamental número 6 el 13 de octubre de 2000, y la fase B2 del proyecto fue autorizada el 9 de febrero de 2006, con EADS Astrium asumiendo la responsabilidad del hardware. El nombre "Gaia" se derivó originalmente como un acrónimo de Global Astrometric Interferometer for Astrophysics (Interferómetro Astrométrico Global para Astrofísica) . Esto reflejaba la técnica óptica de interferometría que se había planeado inicialmente para su uso en la nave espacial. Si bien el método de trabajo evolucionó durante los estudios y el acrónimo ya no es aplicable, el nombre Gaia se mantuvo para dar continuidad al proyecto. ^{[ 27 ]}

El coste total de la misión es de unos 740 millones de euros (aproximadamente 1.000 millones de dólares), incluyendo la fabricación, el lanzamiento y las operaciones en tierra. ^{[ 28 ]} Gaia se completó con dos años de retraso y un 16 % por encima de su presupuesto inicial, debido principalmente a las dificultades encontradas en el pulido de los diez espejos de carburo de silicio de Gaia y en el montaje y las pruebas del sistema de cámara del plano focal. ^{[ 29 ]}

La misión espacial Gaia tiene los siguientes objetivos: ^{[ 30 ] [ 31 ]}

• Para determinar la luminosidad intrínseca de una estrella, es necesario conocer su distancia. Una de las pocas maneras de lograrlo sin suposiciones físicas es mediante la paralaje estelar , pero los efectos atmosféricos y los sesgos instrumentales reducen la precisión de las mediciones de paralaje. Por ejemplo, las variables cefeidas se utilizan como candelas estándar para medir distancias a galaxias, pero sus propias distancias son poco conocidas. Por lo tanto, las magnitudes que dependen de ellas, como la velocidad de expansión del universo, siguen siendo imprecisas.
• Las observaciones de los objetos más débiles proporcionarán una visión más completa de la función de luminosidad estelar. Gaia observará mil millones de estrellas y otros cuerpos, lo que representa el 1 % de dichos cuerpos en la Vía Láctea . Todos los objetos hasta cierta magnitud deben medirse para obtener muestras imparciales.
• Para comprender mejor las etapas más rápidas de la evolución estelar (como la clasificación, la frecuencia, las correlaciones y los atributos directamente observados de los cambios fundamentales poco frecuentes y de los cambios cíclicos), es necesario examinar y reexaminar minuciosamente un gran número de objetos durante un largo periodo de observación. Observar un gran número de objetos en la galaxia también es fundamental para comprender su dinámica.
• Medir las propiedades astrométricas y cinemáticas de una estrella es necesario para comprender las diversas poblaciones estelares, especialmente las más distantes.

Gaia fue lanzado por Arianespace , utilizando un cohete Soyuz ST-B con una etapa superior Fregat-MT , desde el Ensemble de Lancement Soyuz en Kourou , Guayana Francesa , el 19 de diciembre de 2013 a las 09:12 UTC (06:12 hora local). El satélite se separó de la etapa superior del cohete 43 minutos después del lanzamiento, a las 09:54 UTC. ^{[ 32 ] [ 33 ]}

La nave se dirigió hacia el punto de Lagrange L2 Sol-Tierra , ubicado aproximadamente a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, llegando allí el 8 de enero de 2014. ^{[ 34 ]} El punto L2 proporcionó a la nave un entorno gravitacional y térmico muy estable. Allí, utilizó una órbita de Lissajous que evitó el bloqueo del Sol por la Tierra, lo que habría limitado la cantidad de energía solar que el satélite podía producir a través de sus paneles solares , además de perturbar el equilibrio térmico de la nave. Después del lanzamiento, se desplegó un parasol de 10 metros de diámetro. El parasol siempre mantuvo un ángulo fijo de 45 grados con respecto al Sol, mientras precesaba para escanear el cielo, manteniendo así fríos todos los componentes del telescopio y alimentando a Gaia mediante paneles solares en su superficie. Estos factores y los materiales utilizados en su creación permitieron que Gaia funcionara en condiciones entre -170 ° C y 70 ° C. ^{[ 9 ]}

Instrumentos científicos

La carga útil de Gaia consta de tres instrumentos principales:

1. El instrumento astrométrico (Astro) determina con precisión las posiciones de todas las estrellas más brillantes que la magnitud 20 midiendo su posición angular. ^{[ 16 ]} Al combinar las mediciones de cualquier estrella dada durante la misión, será posible determinar su paralaje y, por lo tanto, su distancia, y su movimiento propio : la velocidad de la estrella proyectada en el plano del cielo.
2. El instrumento fotométrico (BP/RP) permite la adquisición de mediciones de luminosidad de estrellas en la  banda espectral de 320–1000 nm, de todas las estrellas más brillantes que la magnitud 20. ^{[ 16 ]} Los fotómetros azul y rojo (BP/RP) se utilizan para determinar propiedades estelares como la temperatura, la masa, la edad y la composición elemental. ^{[ 27 ] [ 35 ]} La fotometría multicolor se proporciona mediante dos prismas de sílice fundida de baja resolución que dispersan toda la luz que entra en el campo de visión en la dirección de barrido antes de la detección. El fotómetro azul (BP) opera en el rango de longitud de onda de 330–680  nm; el fotómetro rojo (RP) cubre el rango de longitud de onda de 640–1050  nm. ^{[ 36 ]}
3. El espectrómetro de velocidad radial (RVS) se utiliza para determinar la velocidad de los objetos celestes a lo largo de la línea de visión mediante la adquisición de espectros de alta resolución en la banda espectral de 847–874  nm (líneas de campo del ion calcio) para objetos de hasta magnitud 17. Las velocidades radiales se miden con una precisión entre 1  km/s (V=11,5) y 30  km/s (V=17,5). Las mediciones de velocidades radiales son importantes "para corregir la aceleración de perspectiva que es inducida por el movimiento a lo largo de la línea de visión". ^{[ 36 ]} El RVS revela la velocidad de la estrella a lo largo de la línea de visión de Gaia midiendo el desplazamiento Doppler de las líneas de absorción en un espectro de alta resolución.

Para mantener la precisión necesaria para enfocar estrellas a muchos años luz de distancia, las únicas partes móviles eran los actuadores para alinear los espejos y las válvulas para activar los propulsores. No tenía ruedas de reacción ni giroscopios. Los subsistemas de la nave espacial estaban montados sobre un marco rígido de carburo de silicio , ^{[ 9 ]} que proporcionaba una estructura estable que no se expandía ni se contraía debido a la temperatura. El control de actitud se lograba mediante pequeños propulsores de gas frío que podían generar 1,5 microgramos de nitrógeno por segundo.

El ancho de banda del enlace telemétrico con el satélite era de aproximadamente 3 Mbit/s en promedio, mientras que el contenido total del plano focal representaba varios Gbit/s . ^{[ 37 ]} Por lo tanto, solo se podían descargar unas pocas docenas de píxeles alrededor de cada objeto.

Diagrama de Gaia

Espejos (M)

• Espejos del telescopio 1 (M1, M2 y M3)
• Espejos del telescopio 2 (M'1, M'2 y M'3)
• Los espejos M4, M'4, M5 y M6 no se muestran.

Otros componentes (1–9)

1. Banco óptico ( toroide de carburo de silicio )
2. Radiador de refrigeración del plano focal
3. Electrónica del plano focal ^{[ 38 ]}
4. tanques de nitrógeno
5. Espectroscopio de rejilla de difracción
6. tanques de propulsor líquido
7. rastreadores de estrellas
8. Panel de telecomunicaciones y baterías
9. Subsistema de propulsión principal

(A) Trayectoria de la luz del telescopio 1

Diseño del plano focal e instrumentos

El diseño del plano focal y los instrumentos de Gaia . Debido a la rotación de la nave espacial, las imágenes cruzaban el conjunto del plano focal de derecha a izquierda a 60 segundos de arco por segundo. ^{[ 38 ]}

1. Luz incidente procedente del espejo M3
2. Luz incidente procedente del espejo M'3
3. Plano focal, que contiene el detector para el instrumento astrométrico en azul claro, el fotómetro azul en azul oscuro, el fotómetro rojo en rojo y el espectrómetro de velocidad radial en rosa.
4. Espejos M4 y M'4, que combinan los dos haces de luz incidentes.
5. Espejo M5
6. Espejo M6, que ilumina el plano focal
7. Óptica y rejilla de difracción para el espectrómetro de velocidad radial (RVS).
8. Prismas para el fotómetro azul y el fotómetro rojo (BP y RP)

Principios de medición

Similar a su predecesor Hipparcos , pero con una precisión cien veces mayor, Gaia constaba de dos telescopios que proporcionaban dos direcciones de observación con un ángulo fijo y amplio de 106,5° entre ellos. ^{[ 39 ]} La nave espacial giraba continuamente alrededor de un eje perpendicular a las líneas de visión de los dos telescopios, con un período de rotación de 6 horas. Así, cada 6 horas la nave espacial escaneaba una franja de círculo máximo de aproximadamente 0,7 grados de ancho. El eje de rotación, a su vez, tenía una precesión más lenta a través del cielo: mantenía un ángulo fijo de 45 grados con respecto al Sol, pero seguía un cono alrededor del Sol cada 63 días, dando una trayectoria similar a una cicloide en relación con las estrellas. A lo largo de la misión, cada estrella observada fue escaneada muchas veces desde varias direcciones de escaneo, proporcionando mediciones entrelazadas en todo el cielo.

Las dos propiedades clave del telescopio fueron:

• Espejo primario de 1,45 × 0,5 m para cada telescopio.
• Matriz de plano focal de 1,0 × 0,5 m sobre la cual se proyectaba la luz de ambos telescopios. Esta, a su vez, constaba de 106 CCD de 4500 × 1966 píxeles cada uno, para un total de 937,8 megapíxeles (comúnmente representado como un dispositivo de imagen de clase gigapíxel ). ^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 9 ]}

Cada objeto celeste observado fue observado en promedio unas 70 veces durante los cinco años de la misión nominal, que luego se extendió a aproximadamente diez años y, por lo tanto, se obtuvieron el doble de observaciones. ^{[ 43 ]} Estas mediciones ayudarán a determinar los parámetros astrométricos de las estrellas: dos correspondientes a la posición angular de una estrella dada en el cielo, dos para las derivadas de la posición de la estrella en el tiempo (movimiento) y, por último, la paralaje de la estrella a partir de la cual se puede calcular la distancia. La velocidad radial de las estrellas más brillantes fue medida por un espectrómetro integrado que observaba el efecto Doppler . Debido a las limitaciones físicas impuestas por la nave espacial Soyuz, los conjuntos focales de Gaia no pudieron equiparse con un blindaje de radiación óptimo, y la ESA esperaba que su rendimiento se viera afectado en cierta medida hacia el final de la misión inicial de cinco años. Las pruebas en tierra de los CCD mientras estaban sometidos a radiación proporcionaron la seguridad de que se podrían cumplir los objetivos principales de la misión. ^{[ 44 ]}

Un reloj atómico a bordo de Gaia desempeñó un papel crucial en el logro de los objetivos principales de la misión. Gaia giraba con una velocidad angular de 60"/s o 0,6 microsegundos de arco en 10 nanosegundos. Por lo tanto, para cumplir con sus objetivos de posicionamiento, Gaia debía ser capaz de registrar la hora exacta de la observación con una precisión de nanosegundos. Además, el rendimiento del reloj no debía introducir errores de posicionamiento sistemáticos durante el período de rotación de 6 horas. Para que el error de sincronización fuera inferior a 10 nanosegundos en cada período de rotación, la estabilidad de frecuencia del reloj a bordo debía ser mejor que 10⁻¹² ^. El reloj atómico de rubidio a bordo de la nave espacial Gaia tenía una estabilidad que alcanzaba aproximadamente 10⁻¹³ ^en cada período de rotación de 21600 segundos. ^{[ 45 ]}

Las mediciones de Gaia contribuyen a la creación y el mantenimiento de un marco de referencia celeste de alta precisión, el Sistema de Referencia Celeste Baricéntrico (BCRS) , esencial tanto para la astronomía como para la navegación. Este marco de referencia sirve como una cuadrícula fundamental para posicionar objetos celestes en el cielo, lo que ayuda a los astrónomos en diversas investigaciones. Todas las observaciones, independientemente de la posición real de la nave espacial, deben expresarse en términos de este sistema de referencia. Como modelo totalmente relativista, debe tenerse en cuenta la influencia del campo gravitatorio del sistema solar, incluyendo factores como la desviación gravitatoria de la luz debida al Sol, los planetas principales y la Luna. ^{[ 46 ]}

Las precisiones esperadas de los datos del catálogo final se han calculado tras las pruebas en órbita, teniendo en cuenta los problemas de luz parásita, degradación de la óptica y la inestabilidad angular básica. Las mejores precisiones para la paralaje, la posición y el movimiento propio se obtienen para las estrellas observadas más brillantes, de magnitudes aparentes 3-12. Se espera que la desviación estándar para estas estrellas sea de 6,7 microarcosegundos o mejor. Para las estrellas más débiles, los niveles de error aumentan, alcanzando un error de 26,6 microarcosegundos en la paralaje para estrellas de magnitud 15, y varios cientos de microarcosegundos para estrellas de magnitud 20. ^{[ 47 ]} En comparación, los mejores niveles de error de paralaje de un análisis de 2007 de los datos de Hipparcos (que observó objetos de magnitud 11 o más brillantes) no son mejores que 100 microarcosegundos, con niveles típicos varias veces mayores. ^{[ 48 ]}

Animación de la trayectoria de Gaia

Vista polar

Vista ecuatorial

Visto desde el Sol

  Gaia · Tierra   

En octubre de 2013, la ESA tuvo que posponer la fecha de lanzamiento original de Gaia debido a la sustitución preventiva de dos de sus transpondedores . Estos se utilizan para generar señales de sincronización para la transmisión de datos científicos. Un problema con un transpondedor idéntico en un satélite que ya estaba en órbita motivó su sustitución y verificación una vez incorporados a Gaia . La nueva ventana de lanzamiento fue del 17 de diciembre de 2013 al 5 de enero de 2014, con el lanzamiento de Gaia previsto para el 19 de diciembre. ^{[ 49 ]}

Gaia fue lanzado con éxito el 19 de diciembre de 2013 a las 09:12 UTC . ^{[ 50 ]} Aproximadamente tres semanas después del lanzamiento, el 8 de enero de 2014, alcanzó su órbita designada alrededor del punto de Lagrange L2 Sol-Tierra (SEL2), ^{[ 6 ] [ 51 ]} a unos 1,5 millones de kilómetros de la Tierra.

En 2015, el observatorio Pan-STARRS descubrió un objeto que orbitaba la Tierra, el cual el Centro de Planetas Menores catalogó como objeto 2015 HP _116. Pronto se descubrió que se trataba de un redescubrimiento accidental de la nave espacial Gaia y la designación fue retirada de inmediato. ^{[ 1 ]}

La fase de pruebas y calibración, que comenzó mientras Gaia se dirigía al punto SEL2, continuó hasta finales de julio de 2014, ^{[ 58 ]} tres meses después de lo previsto debido a problemas imprevistos con la luz parásita que entraba en el detector. Tras el período de puesta en servicio de seis meses, el satélite inició su período nominal de cinco años de operaciones científicas el 25 de julio de 2014 utilizando un modo de escaneo especial que exploraba intensivamente la región cercana a los polos de la eclíptica ; el 21 de agosto de 2014, Gaia comenzó a utilizar su modo de escaneo normal, que proporciona una cobertura más uniforme. ^{[ 59 ]}

Aunque originalmente se planeó limitar las observaciones de Gaia a estrellas más débiles que la magnitud 5,7, las pruebas realizadas durante la fase de puesta en marcha indicaron que Gaia podía identificar de forma autónoma estrellas tan brillantes como la magnitud 3. Cuando Gaia entró en operaciones científicas regulares en julio de 2014, se configuró para procesar rutinariamente estrellas en el rango de magnitud 3–20. ^{[ 60 ]} En el lado más luminoso de ese límite, procedimientos operativos especiales descargaron datos de escaneo sin procesar para las 230 estrellas restantes más brillantes que la magnitud 3; se desarrollaron métodos para reducir y analizar estos datos; y se esperaba que hubiera una "cobertura completa del cielo en el extremo brillante" con errores estándar de "unas pocas docenas " de microsegundos de arco . ^{[ 61 ]}

El 30 de agosto de 2014, Gaia descubrió su primera supernova en otra galaxia. ^{[ 62 ]} El 3 de julio de 2015, se publicó un mapa de la Vía Láctea por densidad estelar, basado en datos de la nave espacial. ^{[ 63 ]} Para agosto de 2016, se habían procesado más de 50 mil millones de tránsitos en el plano focal, 110 mil millones de observaciones fotométricas y 9,4 mil millones de observaciones espectroscópicas. ^{[ 64 ]}

En 2018, la misión Gaia se extendió hasta 2020, y en 2020 se extendió aún más hasta 2022, con una "extensión indicativa" adicional que la extendía hasta 2025. ^{[ 65 ] [ 66 ]} El factor limitante para nuevas extensiones de la misión fue el suministro de nitrógeno para los propulsores de gas frío del sistema de micropropulsión. ^{[ 67 ]} La cantidad de tetróxido de dinitrógeno y monometilhidrazina para el subsistema de propulsión química a bordo podría haber sido suficiente para estabilizar la nave espacial en L2 durante varias décadas. Sin embargo, sin el gas frío, la nave espacial ya no podría apuntar en una escala de microsegundos de arco.

En marzo de 2023, la misión Gaia se extendió hasta el segundo trimestre de 2025, cuando se esperaba que la nave espacial se quedara sin propulsor de gas frío. ^{[ 68 ]}

Se publican varios catálogos de Gaia a lo largo de los años, cada vez con mayores cantidades de información y mejor astrometría; las primeras publicaciones también omiten algunas estrellas, especialmente las más débiles ubicadas en campos estelares densos y miembros de pares binarios cercanos. ^{[ 72 ]} La primera publicación de datos, Gaia DR1, basada en 14 meses de observación, fue el 14 de septiembre de 2016. ^{[ 73 ] [ 74 ] [ 75 ]} La publicación de datos incluye "posiciones y... magnitudes para 1.100 millones de estrellas utilizando solo datos de Gaia ; posiciones, paralajes y movimientos propios para más de 2 millones de estrellas" basadas en una combinación de datos de Gaia y Tycho-2 para aquellos objetos en ambos catálogos; "curvas de luz y características para unas 3.000 estrellas variables; y posiciones y magnitudes para más de 2.000... fuentes extragalácticas utilizadas para definir el marco de referencia celeste ". ^{[ 72 ] [ 76 ] [ 77 ]}

La segunda publicación de datos (DR2), que tuvo lugar el 25 de abril de 2018, ^{[ 10 ] [ 78 ]} se basa en 22 meses de observaciones realizadas entre el 25 de julio de 2014 y el 23 de mayo de 2016. Incluye posiciones, paralajes y movimientos propios para aproximadamente 1.300 millones de estrellas y posiciones de 300 millones de estrellas adicionales en el rango de magnitud g = 3–20, ^{[ 79 ]} datos fotométricos en rojo y azul para aproximadamente 1.100 millones de estrellas y fotometría de un solo color para 400 millones de estrellas adicionales, y velocidades radiales medianas para aproximadamente 7 millones de estrellas entre magnitud 4 y 13. También contiene datos para más de 14.000 objetos seleccionados del Sistema Solar. ^{[ 80 ] [ 81 ]}

Debido a incertidumbres en el flujo de datos, la tercera publicación de datos, basada en 34 meses de observaciones, se dividió en dos partes para que los datos que estuvieran listos primero, se publicaran primero. La primera parte, EDR3 ("Publicación temprana de datos 3"), que consiste en posiciones, paralajes y movimientos propios mejorados, se publicó el 3 de diciembre de 2020. ^{[ 82 ]} Las coordenadas en EDR3 utilizan una nueva versión del marco de referencia celeste Gaia ( Gaia -CRF3), basada en observaciones de 1.614.173 fuentes extragalácticas, ^{[ 82 ]} 2.269 de las cuales eran comunes a las fuentes de radio en la tercera revisión del Marco de Referencia Celeste Internacional (ICRF3) . ^{[ 83 ]} Se incluye el Catálogo Gaia de Estrellas Cercanas (GCNS), que contiene 331.312 estrellas dentro de (nominalmente) 100 pársecs (330 años luz) . ^{[ 84 ] [ 85 ]}

El DR3 completo, publicado el 13 de junio de 2022, incluye los datos del EDR3 más datos del Sistema Solar; información sobre variabilidad; resultados para estrellas no individuales, para cuásares y para objetos extendidos; parámetros astrofísicos; y un conjunto de datos especial, el Sondeo Fotométrico de Gaia y Andrómeda (GAPS). ^{[ 86 ]}

Entre DR3 y DR4 se publicó un lanzamiento de producto específico, en el que, entre otras cosas, se publicaron nuevos datos sobre el cúmulo Omega Centauri utilizando una novedosa técnica de observación; esta técnica se extenderá a todos los cúmulos globulares y otros campos densos en futuras publicaciones completas de datos.

Proceso de datos

El volumen total de datos recuperados de la nave espacial durante la misión nominal de cinco años a una tasa de datos comprimidos de 1,0 Mbit/s es de aproximadamente 60 TB , lo que equivale a unos 200 TB de datos sin comprimir utilizables en tierra, almacenados en una base de datos InterSystems Caché . La responsabilidad del procesamiento de datos, financiado en parte por la ESA, se confía a un consorcio europeo, el Consorcio de Procesamiento y Análisis de Datos (DPAC), que fue seleccionado tras su propuesta al Anuncio de Oportunidades de la ESA publicado en noviembre de 2006. La financiación del DPAC proviene de los países participantes y está garantizada hasta la producción del catálogo final de Gaia . ^{[ 91 ]}

Gaia envió datos durante aproximadamente ocho horas diarias a unos 5  Mbit/s. Las tres antenas parabólicas de 35 metros de diámetro de la red ESTRACK de la ESA, ubicadas en Cebreros (España), Malargüe (Argentina) y Nueva Norcia (Australia), recibieron los datos. ^{[ 27 ]}

En julio de 2017, el estudio Gaia-ESO informó sobre el uso de datos de Gaia para encontrar estrellas dobles, triples y cuádruples. Mediante técnicas avanzadas, identificaron 342 candidatos a sistemas binarios, 11 candidatos a sistemas triples y 1 candidato a sistema cuádruple. Nueve de estos ya habían sido identificados por otros medios, lo que confirma que la técnica puede identificar correctamente sistemas estelares múltiples. ^{[ 92 ]} El posible sistema estelar cuádruple es HD 74438 , que, en un artículo publicado en 2022, fue identificado como un posible progenitor de una supernova de tipo Ia sub-Chandrasekhar . ^{[ 93 ]}

En noviembre de 2017, científicos liderados por Davide Massari del Instituto Astronómico Kapteyn , Universidad de Groningen , Países Bajos, publicaron un artículo que describe la caracterización del movimiento propio (3D) dentro de la galaxia enana Sculptor , y de la trayectoria de esa galaxia a través del espacio y con respecto a la Vía Láctea , utilizando datos de Gaia y el Telescopio Espacial Hubble . ^{[ 94 ]} Massari dijo: "Con la precisión alcanzada podemos medir el movimiento anual de una estrella en el cielo que corresponde a menos del tamaño de la cabeza de un alfiler en la Luna vista desde la Tierra". Los datos mostraron que Sculptor orbita la Vía Láctea en una órbita altamente elíptica; actualmente está cerca de su aproximación más cercana a una distancia de aproximadamente 83,4 kiloparsecs (272.000 años luz) , pero la órbita puede llevarla a unos 222 kiloparsecs (720.000 años luz) de distancia.  

En octubre de 2018, astrónomos de la Universidad de Leiden lograron determinar las órbitas de 20 candidatas a estrellas hiperfugitivas a partir del conjunto de datos DR2. Si bien esperaban encontrar una sola estrella saliendo de la Vía Láctea , encontraron siete. Aún más sorprendente, el equipo descubrió que 13 estrellas hiperfugitivas se acercaban a la Vía Láctea, posiblemente originándose de fuentes extragalácticas aún desconocidas. Alternativamente, podrían ser estrellas del halo de esta galaxia, y estudios espectroscópicos adicionales ayudarán a determinar qué escenario es más probable. ^{[ 95 ] [ 96 ]} Mediciones independientes han demostrado que la mayor velocidad radial de Gaia entre las estrellas hiperfugitivas está contaminada por la luz de estrellas brillantes cercanas en un campo denso y ponen en duda las altas velocidades radiales de Gaia de otras estrellas hiperveloces. ^{[ 97 ]}

A finales de octubre de 2018, se descubrió la población galáctica Gaia-Enceladus , los restos de una importante fusión con la extinta enana Enceladus. ^{[ 98 ]} Este sistema está asociado con al menos 13 cúmulos globulares y con la formación del Disco Grueso de la Vía Láctea. Representa una fusión significativa ocurrida hace unos 10 mil millones de años en la Vía Láctea. ^{[ 99 ]}

En noviembre de 2018, se descubrió la galaxia Antlia 2. Tiene un tamaño similar al de la Gran Nube de Magallanes , a pesar de ser 10 000 veces más tenue. Antlia 2 tiene el brillo superficial más bajo de todas las galaxias descubiertas. ^{[ 100 ]}

En diciembre de 2019 se descubrió el cúmulo estelar Price-Whelan 1. ^{[ 101 ]} El cúmulo pertenece a las Nubes de Magallanes y se encuentra en el brazo principal de estas galaxias enanas . El descubrimiento sugiere que la corriente de gas que se extiende desde las Nubes de Magallanes hasta la Vía Láctea está aproximadamente a la mitad de la distancia a la Vía Láctea de lo que se creía anteriormente. ^{[ 102 ]}

La onda de Radcliffe fue descubierta en datos medidos por Gaia , publicados en enero de 2020. ^{[ 103 ] [ 104 ]}

En noviembre de 2020, Gaia midió la aceleración del Sistema Solar hacia el Centro Galáctico en 0,23 nanómetros por segundo ² . ^{[ 105 ] [ 106 ]}

En marzo de 2021, la Agencia Espacial Europea anunció que Gaia había identificado por primera vez un exoplaneta en tránsito. El planeta fue descubierto orbitando la estrella de tipo solar Gaia EDR3 3026325426682637824. Tras su descubrimiento inicial, el espectrógrafo PEPSI del Gran Telescopio Binocular (LBT) en Arizona se utilizó para confirmar el descubrimiento y clasificarlo como un planeta joviano, un planeta gaseoso compuesto de hidrógeno y helio. ^{[ 107 ] [ 108 ]} En mayo de 2022, la confirmación de este exoplaneta, denominado Gaia-1b , se publicó formalmente, junto con un segundo planeta, Gaia-2b . ^{[ 109 ]}

Gaia descubrió 12 cruces de Einstein en abril de 2021. ^{[ 110 ] [ 111 ]}

Según sus datos, el diagrama de Hertzsprung-Russell (diagrama HR) de Gaia es uno de los más precisos jamás producidos de la galaxia Vía Láctea. ^{[ 112 ]}

El análisis de los datos de Gaia DR3 en 2022 reveló una estrella similar al Sol con el identificador Gaia DR3 4373465352415301632 orbitando un agujero negro , denominado Gaia BH1 . A una distancia de aproximadamente 1600 años luz (490 pc) , es el agujero negro conocido más cercano a la Tierra. ^{[ 113 ] [ 114 ]} También se descubrió otro sistema con una gigante roja orbitando un agujero negro, Gaia BH2 . ^{[ 115 ]} 

En septiembre de 2023, se utilizaron observaciones de velocidad radial para confirmar un exoplaneta que orbita la estrella HIP 66074 , detectado inicialmente en los datos astrométricos de Gaia DR3 . Este planeta, conocido como HIP 66074 b o Gaia-3b, es el tercer exoplaneta descubierto por Gaia que se confirma y el primero de este tipo realizado mediante astrometría. ^{[ 116 ]} Además, se descubrió otro exoplaneta a partir de un evento de microlente gravitacional observado por Gaia , Gaia22dkv . La estrella anfitriona es más brillante que la de cualquier exoplaneta detectado previamente por microlente, lo que potencialmente permite detectar el planeta también mediante velocidad radial. ^{[ 117 ]}

En marzo de 2024, Gaia descubrió dos corrientes de estrellas, denominadas por los investigadores Shakti y Shiva, que se formaron hace más de 12 mil millones de años. ^{[ 118 ] [ 119 ]}

En 2025, se construyó un mapa 3D detallado de la distribución de polvo dentro de la Vía Láctea utilizando datos de Gaia y del estudio espectral LAMOST y aprendizaje automático. ^{[ 120 ]}

GaiaNIR (Gaia Near Infra-Red) es un sucesor propuesto de Gaia en el infrarrojo cercano . ^{[ 121 ]} La misión ampliaría el catálogo actual con fuentes que son solo (o mejor) visibles en el infrarrojo cercano, a costa de mediciones menos precisas que una misión equivalente en luz visible debido al patrón de difracción más amplio en longitudes de onda más largas. Al mismo tiempo, mejoraría la precisión de la paralaje estelar y particularmente del movimiento propio al volver a visitar las fuentes del catálogo de Gaia. ^{[ 122 ]} Uno de los principales desafíos en la construcción de GaiaNIR es el bajo nivel de madurez tecnológica de los detectores de retardo de tiempo e integración del infrarrojo cercano , pero el progreso reciente con los detectores de fotodiodos de avalancha (APD) está superando esto. En un informe de la ESA de 2017 se propusieron dos conceptos alternativos que utilizan detectores convencionales de infrarrojo cercano y espejos de desrotación, pero incluso sin el desarrollo de detectores NIR TDI, el desafío tecnológico probablemente aumentará el costo de una misión de clase M de la ESA y podría requerir costos compartidos con otras agencias espaciales. ^{[ 122 ]} Se propuso una posible asociación con instituciones estadounidenses. ^{[ 123 ]} Desde entonces, el Programa Científico Voyage 2050 de la Agencia Espacial Europea ha seleccionado el tema de "Ecosistema Galáctico con Astrometría en el Infrarrojo Cercano" como una de las dos posibles misiones de clase L que se implementarán en los próximos años, lo que aumenta las posibilidades de GaiaNIR, que propone precisamente esto.

• Catálogos de Gaia : catálogos que contienen datos de la misión Gaia. 
• Escalera de distancias cósmicas : sucesión de métodos mediante los cuales los astrónomos determinan las distancias a los objetos celestes. 
• Misión de interferometría espacial : telescopio espacial de la NASA cancelado 

• Hogar de la misión Gaia
• Misión Gaia de la ESA
• Archivo Gaia de la ESA
• Página de Gaia en Operaciones de Naves Espaciales de la ESA
• Primera publicación de datos ( Gaia ; 14 de septiembre de 2016) en YouTube
• Segunda publicación de datos ( Gaia ; 25 de abril de 2018) en YouTube
• Tercera publicación de datos ( Gaia ; 13 de junio de 2022) en YouTube
• Vídeo (01:25; vista de 360°) – Cielo completo ( Gaia ; 25 de abril de 2018) en YouTube
• Artículo de GAIA sobre eoPortal de la ESA