ガイア（宇宙船）

ガイア

ガイア宇宙船の想像図
ミッションタイプ	天体 観測所
オペレーター	欧州宇宙機関
コスパーID	2013-074A
SATCAT番号	39479
Webサイト	www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gaia
ミッション期間	10年11ヶ月18日 （進行中）
宇宙船の特性
メーカー	EADS アストリウム e2vテクノロジーズ
打ち上げ質量	2,029 kg (4,473 ポンド) [1]
乾燥質量	1,392 kg (3,069 ポンド)
ペイロード質量	710 kg (1,570 ポンド) [2]
寸法	4.6 m × 2.3 m (15.1 フィート × 7.5 フィート)
力	1,910ワット
ミッション開始
発売日	2013年12月19日 09:12:14 UTC [3] ( 2013-12-19UTC09:12:14Z )
ロケット	ソユーズST-B /フレガートMT
発射場	クールー ELS
請負業者	アリアンスペース
ミッション終了
無効化	2025年（予定）
軌道パラメータ
参照システム	太陽-地球 L 2
政権	リサージュ軌道
近点高度	263,000 km (163,000 マイル) [4]
遠点高度	707,000 km (439,000 マイル) [4]
期間	180日
エポック	2014
メイン望遠鏡
タイプ	三面鏡アナスティグマート[1]
直径	1.45 m × 0.5 m (4 フィート 9 インチ × 1 フィート 8 インチ)
収集エリア	0.7m2​
トランスポンダー
バンド	Sバンド（TT&Cサポート） Xバンド（データ取得）
帯域幅	数 kbit/s のダウンおよびアップ (S バンド) 3～8 Mbit/s ダウンロード (X バンド)
楽器
ASTRO : 天体測定機器 BP/RP : 測光装置 RVS : 視線速度分光計
ガイアのESAの記章 ホライゾン 2000 プラス

ガイアは欧州宇宙機関（ESA）の宇宙観測所で、2013年に打ち上げられ、2025年まで運用される予定です。この宇宙船は天体測定のために設計されており、これまでにない精度で恒星の位置、距離、動きを測定します^{[5] [6]}。また、見かけの等級や色など、周回する恒星の属性を測定することで太陽系外惑星の位置を測定します^[7]。このミッションの目的は、これまでで最大かつ最も正確な3D宇宙カタログを作成することであり、主に恒星ですが、惑星、彗星、小惑星、クエーサーなど、合計約10億の天体を収録します。 ^[8]

探査機は目標天体の正確な位置と動きを調べるために、5年間の通常ミッション（2014～2019年）中に各天体を約70回^{[9]監視し、ミッション延長中にもほぼ同回数監視した。 [10] [11]}検出器の劣化が当初予想されていたほど早くなかったため、ミッションは延長された。^[12] 2023年3月現在、探査機には2025年第2四半期まで稼働するのに十分なマイクロ推進燃料が搭載されている。^[13] ガイアは、近紫外線から近赤外線までの拡張可視範囲をカバーする広い測光帯域で、等級20より明るい天体をターゲットとしている。 ^[14]このような天体は、天の川銀河の約1％を占める。^[9]さらに、ガイアは天体測定法を用いて太陽系の外にある木星サイズの太陽系外惑星を数千から数万個検出すると予想されています。 ^{[15] [ 16]}この銀河系の外にある50万個のクエーサーと太陽系内の既知および新規の小惑星や彗星を数万個検出すると予想されています。^{[17] [18] [19]}

ガイア計画は、天の川銀河全体の天体の正確な3次元地図を作成し、その動きをマッピングし続けています。この地図は、天の川銀河の起源とその後の進化をコード化しています。分光測光測定により、観測されたすべての星の詳細な物理的特性が提供され、その明るさ、有効温度、重力、元素組成が特徴付けられます。この大規模な恒星調査は、天の川銀河の起源、構造、進化の歴史に関連する幅広い重要な問題を分析するための基本的な観測データを提供しています。

ヒッパルコス計画（1989-1993年運用）の後継機であるガイアは、ESAのホライズン2000+長期科学プログラムの一部である。ガイアは2013年12月19日にアリアンスペース社によってソユーズST-B /フレガートMTロケットでフランス領ギアナのクールーから打ち上げられた。 ^{[20] [21]}宇宙船は現在、太陽-地球L2ラグランジュ点の周りのリサジュー軌道で運航して_いる。

ガイア宇宙望遠鏡は、 ESA のヒッパルコス計画 (1989-1993)に端を発しています。この計画は、ESA のホライズンプラス長期科学計画の提案募集に応えて、1993 年 10 月にレナート・リンデグレン(スウェーデン、ルンド大学、ルンド天文台) とマイケル・ペリーマン(ESA) によって提案されました。2000 年 10 月 13 日に ESA の科学計画委員会によって第 6 のコーナーストーン計画として採択され、プロジェクトの B2 フェーズは 2006 年 2 月 9 日に承認され、EADS アストリウムがハードウェアの責任を負いました。「ガイア」という名前は、もともとGlobal Astrometric Interferometer for Astrophysicsの頭字語として付けられました。これは、もともと宇宙船で使用する予定だった干渉計の光学技術を反映しています。作業方法は研究中に進化し、頭字語はもはや適用できませんが、ガイアという名前はプロジェクトとの連続性を保つために残りました。^[22]

ミッションの総費用は、製造、打ち上げ、地上運用を含めて約7億4000万ユーロ（約10億ドル）です。^[23] ガイアは、主にガイアの10個のシリコンカーバイドミラーの研磨と焦点面カメラシステムの組み立てとテストで遭遇した困難により、予定より2年遅れ、当初予算を16％上回りました。^[24]

ガイア宇宙ミッションの目的は以下の通りである。^{[25] [26]}

• 恒星の固有光度を決定するには、その距離を知る必要があります。物理的な仮定なしにこれを達成する数少ない方法の 1 つは、恒星の視差を利用することですが、大気の影響や機器のバイアスにより、視差測定の精度が低下します。たとえば、セファイド変光星は銀河までの距離を測定するための標準光源として使用されますが、その距離はよくわかっていません。そのため、宇宙の膨張速度など、それらに依存する量は不正確なままです。
• 最も暗い天体の観測により、恒星の光度関数のより完全な見方が得られます。ガイアは、天の川銀河のそのような天体の 1% に相当する 10 億個の恒星やその他の天体を観測します。偏りのないサンプルを得るには、一定の等級までのすべての天体を測定する必要があります。
• 恒星の進化のより急速な段階（稀な基本的変化や周期的変化の分類、頻度、相関関係、直接観測される属性など）をより深く理解できるようにする。これは、長期間の運用で多数のオブジェクトを詳細に調査および再調査することによって達成されなければなりません。銀河内の多数のオブジェクトを観測することは、この銀河のダイナミクスを理解するためにも重要です。
• さまざまな恒星の集団、特に最も遠い恒星の集団を理解するためには、恒星の天文測定特性と運動特性を測定することが必要です。

ガイアは、2013年12月19日午前9時12分（現地時間午前6時12分）にフランス領ギアナのクールーにあるソユーズ宇宙基地から、フレガートMT上段ロケットを搭載したソユーズST-Bロケットを使用してアリアンスペースによって打ち上げられた。衛星は打ち上げから43分後の午前9時54分（UTC）にロケットの上段から分離された。^{[27] [28]}

宇宙船は地球から約150万キロ離れた太陽・地球ラグランジュ点L2に向かい、2014年1月8日に到着した^。[29] L2点は、宇宙船に非常に安定した重力と熱環境を提供する。そこでは、地球による太陽の遮蔽を回避するリサージュ軌道が採用されている。地球による太陽の遮蔽は、衛星が太陽電池パネルで生成できる太陽エネルギーの量を制限し、宇宙船の熱平衡を乱すことになる。打ち上げ後、直径10メートルの日よけが展開された。日よけは常に太陽に対して45度の固定角度を維持し、歳差運動しながら空をスキャンするため、望遠鏡のすべての部品を冷却し、表面の太陽電池パネルを使用してガイアに電力を供給する。これらの要素と製造に使用された材料により、ガイアは-170 ℃から70 ℃の環境で機能することができる。^[30]

Gaiaのペイロードは、主に 3 つの機器で構成されています。

1. 天体測定装置（アストロ）は、20等級より明るいすべての星の角度位置を測定することで、その位置を正確に決定します。 ^{[14]ミッション期間中の任意の星の測定値を組み合わせることで、その星の}視差、つまり距離と固有運動（空の平面に投影された星の速度）を決定することができます。
2. 測光装置(BP/RP)は、320～1000 nm のスペクトル帯域にわたって、等級 20 より明るいすべての星の光度測定を可能にします。^[14]青と赤の測光装置 (BP/RP) は、温度、質量、年齢、元素組成などの星の特性を決定するために使用されます。^{[22] [31]}多色測光は、2 つの低解像度の石英ガラスプリズムによって提供され、検出前に走査方向に沿って視野に入るすべての光を分散させます。青測光装置 (BP) は 330～680 nm の波長範囲で動作し、赤測光装置 (RP) は 640～1050 nm の波長範囲をカバーします。^[32]
3. 視線速度分光計(RVS)は、17 等級までの天体の 847～874 nm のスペクトル帯域 (カルシウムイオンの磁力線) で高解像度のスペクトルを取得することにより、視線に沿った天体の速度を決定するために使用されます。視線速度は、1 km/s (V=11.5) から 30 km/s (V=17.5) の精度で測定されます。視線速度の測定は、「視線に沿った動きによって引き起こされる遠近加速を補正するために」重要です。^{[32] RVS は、高解像度のスペクトルで吸収線の}ドップラーシフトを測定することにより、ガイアの視線に沿った星の速度を明らかにします。

何光年も離れた星に焦点を合わせるための精密な指向性を維持するために、可動部品はミラーを位置合わせするアクチュエータとスラスタを作動させるバルブのみです。リアクションホイールやジャイロスコープはありません。宇宙船のサブシステムは、温度によって膨張したり収縮したりしない安定した構造を提供する剛性シリコンカーバイド^[7]フレームに搭載されています。姿勢制御は、毎秒1.5マイクログラムの窒素を出力できる 小型のコールドガススラスタによって行われます。

衛星とのテレメトリリンクは平均で約3Mbit /sであるが、焦点面の全コンテンツは数Gbit/sに及ぶ。^[33]そのため、各オブジェクトの周囲の数十ピクセルしかダウンリンクできない。

ガイアは、その前身であるヒッパルコスに似ているが、精度が100倍高く、2つの観測方向を提供する2つの望遠鏡で構成されています。それらの間の固定された広い角度は106.5°です。^[35]宇宙船は、2つの望遠鏡の視線に垂直な軸の周りを6時間の回転周期で連続的に回転します。したがって、6時間ごとに宇宙船は約0.7度幅の大円ストライプをスキャンします。一方、回転軸は空を横切るより遅い歳差運動をします。太陽に対して45度の固定角度を維持しますが、63日ごとに太陽の周りを円錐状に回り、星に対してサイクロイドのような経路を描きます。ミッションの過程で、各星はさまざまなスキャン方向で何度もスキャンされ、全天にわたって連動した測定値を提供します。

望遠鏡の 2 つの重要な特性は次のとおりです。

• 各望遠鏡に1.45×0.5mの主鏡
• 1.0 × 0.5 mの焦点面アレイに両方の望遠鏡からの光が投影される。これはそれぞれ4500 × 1966ピクセルの106個のCCDで構成され、合計937.8メガピクセル（一般にギガピクセルクラスの撮像装置として表される）である。^{[36] [37] [38] [30]}

各天体は、5年間の公称ミッション中に平均約70回観測されたが、このミッションは約10年に延長され、2倍の観測回数が得られることになる。^[39]これらの測定は、星の天文測定パラメータを決定するのに役立つ。2つは、特定の星の天空の角度位置に対応し、2つは星の位置の時間的変化（動き）の微分値、そして最後に、距離を計算するための星の視差である。明るい星の視線速度は、ドップラー効果を観測する統合分光計によって測定される。ソユーズ宇宙船によって課せられた物理的制約のため、ガイアの焦点アレイには最適な放射線遮蔽を装備することができず、ESAは、当初の5年間のミッションの終わりに向けて、その性能がいくらか低下すると予想した。CCDが放射線にさらされている間の地上テストにより、主要ミッションの目的が達成できることが再確認された。^[40]

ガイアに搭載された原子時計は、ミッションの主要目的を達成する上で重要な役割を果たしている。ガイアは、 10ナノ秒で60秒角または0.6マイクロ秒角の角速度で回転する。したがって、測位目標を達成するために、ガイアは観測の正確な時間をナノ秒単位で記録できなければならない。さらに、時計の性能によって、6時間の回転周期にわたって系統的な測位誤差が生じてはならない。各回転周期でタイミング誤差が10ナノ秒未満になるためには、搭載時計の周波数安定性が10 ^{−12よりも優れている必要がある。}ガイア宇宙船に搭載されたルビジウム原子時計は、21600秒の各回転周期で約10 ⁻¹³の安定性を備えている。 ^[41]

ガイアの測定は、天文学と航海の両方に不可欠な高精度の天体基準フレーム、重心天体基準システム (BCRS)の作成と維持に貢献しています。この基準フレームは、天空の天体の位置を決める基本的なグリッドとして機能し、天文学者のさまざまな研究活動に役立ちます。宇宙船の実際の位置に関係なく、すべての観測は、この基準システムに基づいて表現する必要があります。完全な相対論モデルであるため、太陽、主要な惑星、月による重力による光の屈折などの要因を含む、太陽系の重力場の影響を考慮する必要があります。^[42]

最終的なカタログデータの予測精度は、迷光、光学系の劣化、基本角度の不安定性などの問題を考慮した軌道上テストの後に計算された。視差、位置、固有運動の最高精度は、見かけの等級が3～12の明るい観測星で得られる。これらの星の標準偏差は6.7マイクロ秒角かそれ以下になると予想される。より暗い星では誤差レベルが増加し、15等級の星では視差の誤差が26.6マイクロ秒角、20等級の星では数百マイクロ秒角に達する。^[43]比較すると、新しいヒッパルコス縮小による視差誤差の最高レベルは100マイクロ秒角以下で、典型的なレベルは数倍大きい。^[44]

公称5年間のミッション中に1Mbit/sの圧縮データレートで宇宙船から回収されたデータの総量は約60TBで 、地上で使用可能な非圧縮データはInterSystems Cachéデータベースに保存され、約200TBに上ります。ESAが一部資金を提供するデータ処理の責任は、2006年11月に発表されたESAの公募に提案された後に選ばれたヨーロッパのコンソーシアム、データ処理および分析コンソーシアム（DPAC）に委託されています。DPACの資金は参加国によって提供され、ガイアの最終カタログの作成まで確保されています。^[46]

ガイアは毎日約8時間、約5Mbit/sの速度でデータを送信している。ESAのESTRACKネットワークの直径35メートルの3つの電波アンテナは、スペインのセブレロス、アルゼンチンのマラルグエ、オーストラリアのニューノルシアに設置されており、そのデータを受信して​​いる。^[22]

2013年10月、ESAはガイアのトランスポンダー2個を予防的に交換したため、当初の打ち上げ日を延期しなければならなかった。トランスポンダーは科学データのダウンリンク用のタイミング信号を生成するのに使われる。すでに軌道上にある衛星の同一のトランスポンダーに問題があったため、トランスポンダーの交換とガイアへの組み込み後の再検証が行われた。再スケジュールされた打ち上げ期間は2013年12月17日から2014年1月5日までで、ガイアの打ち上げは12月19日に予定されていた。^[47]

ガイアは2013年12月19日午前9時12分（ UTC）に打ち上げられ、成功しました。^{[48]打ち上げから約3週間後の2014年1月8日、ガイアは地球から約150万キロ離れた太陽地球}L2ラグランジュ点（SEL2）^{[4] [49]} の周りの指定軌道に到達しました。

2015年、パンスターズ観測所は地球を周回する天体を発見し、小惑星センターはこれを2015 HP ₁₁₆としてカタログに登録した。これはすぐにガイア探査機による偶然の再発見であることが判明し、指定は直ちに撤回された。^[50]

打ち上げ後まもなく、ESA はGaia が迷光問題を抱えていることを明らかにした。この問題は当初、氷の堆積により一部の光がサンシールドの縁で回折し、望遠鏡の開口部に入り、焦点面に向かって反射されることが原因と考えられていた。^[51]迷光の実際の発生源は、後にサンシールドの縁から突き出ている繊維であることが判明した。^{[52]この結果、「科学性能の低下は比較的軽微で、ほとんどが}Gaiaの10 億個の星の中で最も暗いものに限定される」。性能向上のため、緩和策が実装されている^[53]。RVS 分光器の劣化は、星の光が散乱光をそれぞれ収集する検出器ピクセルのはるかに多くに広がるため、天体測定よりも深刻である。

この種の問題には歴史的な背景がある。1985年のスペースシャトルスペースラボ2号ミッションSTS-51-Fでは、迷い込んだ破片によって妨害されたもう一つの天文ミッションとして赤外線望遠鏡（IRT）があり、マイラー断熱材が剥がれて望遠鏡の視線上に浮かび、データが破損した。^[54]迷光とバッフルのテストは宇宙画像機器の重要な部分である。^[55]

2024年4月、微小隕石が衝突してガイアの保護カバーが損傷し、「地球で感じる直射日光の約10億分の1の強度の迷光が時折ガイアの非常に敏感なセンサーを妨害する小さな隙間」ができた。5月にはCCDの1つの電子機器が故障し、誤検出率が高かった。その後、エンジニアは「最後に」ガイアの光学系の焦点を再調整した。 ^[56]

ガイアがSEL2地点に向かう途中で始まった試験と較正段階は、検出器に入る迷光に関する予期せぬ問題により3ヶ月遅れで、2014年^{7月末まで続いた。6ヶ月の試運転期間の後、衛星は2014年7月25日に}黄道極付近の領域を集中的にスキャンする特別なスキャンモードを使用して、公称5年間の科学運用期間を開始した。2014年8月21日、ガイアはより均一なカバレッジを提供する通常のスキャンモードの使用を開始した。^[58]

当初、ガイアの観測は5.7等級より暗い星に限定される予定だったが、試運転段階で実施されたテストでは、ガイアは3等級の明るい星を自律的に識別できることが示された。2014年7月にガイアが通常の科学運用に入ったとき、ガイアは3等級から20等級の範囲の星を日常的に処理するように設定された。 ^[59]その制限の明るい側では、特別な運用手順により、3等級より明るい残りの230個の星の生のスキャンデータをダウンロードします。これらのデータを削減して分析する方法が開発されており、「数十μas」の標準誤差で「明るい端で空を完全にカバー」することが期待されています。^[60]

2014年8月30日、ガイアは別の銀河で最初の超新星を発見した。 ^[61] 2015年7月3日、探査機のデータに基づいて、星の密度による天の川の地図が公開された。^[62] 2016年8月現在、「500億回以上の焦点面通過、1100億回の測光観測、94億回の分光観測が正常に処理されている。」^[63]

2018年にガイアミッションは2020年まで延長され、2020年にはさらに2022年まで延長され、追加の「暫定延長」は2025年まで延長されました。^{[64] [65]}ミッションのさらなる延長を制限する要因は、マイクロ推進システムのコールドガススラスタへの窒素の供給です。^{[66]搭載されている化学推進サブシステム用の}四酸化二窒素（NTO）とモノメチルヒドラジン（MMH）の量は、数十年にわたって宇宙船をL2で安定させるのに十分な可能性があります。しかし、コールドガスがなければ、宇宙船はマイクロ秒角スケールで方向を定めることができなくなります。

2023年3月、ガイアミッションは2025年第2四半期まで延長され、その時点で宇宙船の冷却ガス推進剤が枯渇すると予想されています。その後、2030年末までに完了する予定の後期運用段階に入ります。^[13]

ガイアカタログは、長年にわたって何度も公開され、そのたびに情報量が増え、天文測定法も向上している。しかし、初期の公開では、特に星の密集したフィールドにある暗い星や、近接した連星系のメンバーなど、いくつかの星が見逃されている。^[67]最初のデータ公開であるガイアDR1は、14か月の観測に基づいており、2016年9月14日に公開された。 ^{[68] [69] [70]}このデータ公開には、「ガイアデータのみを使用した11億個の星の位置と等級、200万個を超える星の位置、視差、固有運動」が含まれており、これは両カタログの天体に関するガイアとティコ2のデータの組み合わせに基づいている。「約3,000個の変光星の光度曲線と特性、天体の基準フレームを定義するために使用される2,000個を超える銀河系外源の位置と等級」が含まれている。^{[67] [71] [72]}

2018年4月25日に公開された2回目のデータ（DR2）^{[8] [73]は}、 2014年7月25日から2016年5月23日までの22か月間の観測に基づいています。これには、約13億個の恒星の位置、視差、固有運動、等級g = 3～20の3億個の追加の恒星の位置、^[74]約11億個の恒星の赤と青の測光データと4億個の追加の恒星の単色測光データ、および等級4～13の約700万個の恒星の平均視線速度が含まれています。また、選択された14,000を超える太陽系の天体のデータも含まれています。^{[75] [76]}

データパイプラインの不確実性のため、34か月の観測に基づく第3回データリリースは2つの部分に分割され、最初に準備が整ったデータが最初にリリースされました。最初の部分であるEDR3（「早期データリリース3」）は、位置、視差、固有運動の改良で構成され、2020年12月3日にリリースされました。^[77] EDR3の座標は、1,614,173個の銀河系外ソースの観測に基づく新しいバージョンのガイア天体基準フレーム（ガイア-CRF3）を使用しており、 ^[77]そのうち2,269個は、国際天体基準フレームの第3改訂版（ICRF3）の電波ソースと共通でした。^[78]これには、（名目上）100パーセク（330光年）以内の331,312個の星を含むガイア近傍星カタログ（GCNS）が含まれています。^{[79] [80]}

2022年6月13日に公開された完全なDR3には、EDR3データに加えて太陽系データ、変動情報、非単一星、クエーサー、拡張オブジェクトの結果、天体物理学的パラメータ、および特別なデータセットであるガイアアンドロメダ光度調査（GAPS）が含まれています。^[81]

5年間の公称ミッションであるDR4の完全なデータリリースには、完全な天体測定、測光、視線速度カタログ、変光星および非単一星のソリューション、ソース分類に加えて、星、未解決の連星、銀河、クエーサーの複数の天体物理学的パラメータ、太陽系外惑星リスト、すべてのソースの時代と通過データが含まれます。ミッションの延長に応じて、追加のリリースが行われます。^[67] DR4のほとんどの測定はDR2よりも1.7倍正確になると予想され、固有運動は4.5倍正確になります。^[82] DR4は2026年半ばより早くリリースされることはありません。^[67]

最終的なガイアカタログであるDR5は、ミッションの期間中に収集されたすべてのデータで構成されます。DR5はDR4よりも1.4倍正確で、固有運動はDR4よりも2.8倍正確になります。^[82] 2030年末までに公開される予定です。^[67]すべてのカタログのすべてのデータは、無料で使用できるオンラインデータベースで利用できるようになります。

アウトリーチアプリケーションであるGaia Skyは、 Gaiaデータを使用して3次元で銀河を探索するために開発されました。^[83]

2017年7月、ガイア-ESOサーベイは、ガイアデータを使用して二重星、三重星、四重星を発見したと報告しました。彼らは高度な技術を使用して、342個の二重星候補、11個の三重星候補、1個の四重星候補を特定しました。これらのうち9個は他の方法で特定されており、この技術が複数の星系を正しく特定できることが確認されました。^[84]四重星の可能性があるのはHD 74438で、2022年に発表された論文で、チャンドラセカール型Ia超新星の可能性のある前駆星として特定されました。^[85]

2017年11月、オランダのフローニンゲン大学カプテイン天文研究所のダビデ・マッサリ率いる科学者たちは、ガイアとハッブル宇宙望遠鏡のデータを使用して、彫刻刀矮小銀河内の固有運動（3D）と、宇宙空間におけるその銀河の軌道、および天の川銀河に対するその銀河の軌道の特徴を説明した論文^[86]を発表しました。マッサリは、「達成された精度により、地球から見た月のピンの頭よりも小さいサイズに相当する、空の星の年間運動を測定できます」と述べました。データによると、彫刻刀は天の川銀河を非常に楕円形の軌道で周回しており、現在は約83.4キロパーセク（272,000光）の距離で最接近に近い状態ですが、軌道によって約222キロパーセク（720,000光）離れることもあります。

2018年10月、ライデン大学の天文学者はDR2データセットから20個の超高速星の軌道を決定することができた。天の川銀河から出ていく星は1個だと予想していたが、代わりに7個見つかった。さらに驚くべきことに、チームは13個の超高速星が天の川銀河に近づいていることを発見した。これらはおそらく、今のところ未知の銀河系外源から来ているものと思われる。あるいは、それらはこの銀河のハロー星である可能性があり、さらなる分光研究がどちらのシナリオがより可能性が高いかを判断するのに役立つだろう。^{[87] [88]}独立した測定により、超高速星の中で最も大きいガイア視線速度は、混雑したフィールド内の近くの明るい星からの光によって汚染されており、他の超高速星のガイア視線速度が高いことに疑問が投げかけられていることが実証されている。^[89]

2018年10月下旬、消滅したエンケラドゥス矮小銀河との大規模な合体跡であるガイア・エンケラドゥス銀河団が発見された。 ^[90]この系は少なくとも13個の球状星団と関連しており、天の川銀河の厚い円盤の形成に関与している。これは約100億年前に天の川銀河で起こった重要な合体を表している。^[91]

2018年11月、銀河アントリア2が発見されました。この銀河は大マゼラン雲とほぼ同じ大きさですが、1万倍も暗いです。アントリア2は発見された銀河の中で最も表面輝度が低いです。^[92]

2019年12月、プライス・ウェラン1星団が発見されました。^{[93]この星団は}マゼラン雲に属し、これらの矮小銀河の先端部に位置しています。この発見は、マゼラン雲から天の川銀河まで伸びるガス流が、これまで考えられていたよりも天の川銀河から半分ほど離れていることを示唆しています。^[94]

ラドクリフ波は、2020年1月に発表されたガイアによって測定されたデータの中で発見されました。^{[95] [96]}

2020年11月、ガイアは太陽系の銀河中心への加速度を0.23ナノメートル/秒²と測定した。^{[97] [98]}

2021年3月、欧州宇宙機関は、ガイアが初めて太陽系外惑星を発見したと発表した。この惑星は、太陽型の恒星ガイアEDR3 3026325426682637824を周回していることが発見された。最初の発見に続いて、アリゾナ州の大型双眼望遠鏡（LBT）のPEPSI分光器が発見を確認し、水素とヘリウムガスからなるガス惑星である木星型惑星に分類した。^{[99] [100] 2022年5月、}ガイア1bと命名されたこの太陽系外惑星の確認が、2番目の惑星ガイア2bとともに正式に発表された。^[101]

ガイアのデータに基づくと、ヘルツシュプルング・ラッセル図（HR図）は、天の川銀河に関してこれまでに作成された図の中で最も正確なものの1つです。^[102]

2022年のガイアDR3データの分析により、ガイアDR3 4373465352415301632という識別子を持つ太陽のような恒星が、ガイアBH1と呼ばれるブラックホールを周回していることが明らかになりました。約1,600光年（490パーセク）の距離にあるこのブラックホールは、地球に最も近い既知のブラックホールです。^{[103] [104]また、}赤色巨星がブラックホールを周回する別のシステムであるガイアBH2も発見されました。^[105]

2023年9月、視線速度観測により、ガイアDR3天文測定データで初めて検出された恒星HIP 66074を周回する太陽系外惑星が確認された。HIP 66074 bまたはガイア3bとして知られるこの惑星は、ガイアによる太陽系外惑星の発見としては3番目であり、天文測定法を用いた初めての発見である。^[106]さらに、ガイアが観測した重力マイクロレンズ現象から、別の太陽系外惑星が発見された。Gaia22dkvである。この主星は、これまでマイクロレンズ効果で検出されたどの太陽系外惑星よりも明るいため、視線速度でも検出できる可能性がある。^[107]

2024年3月、ガイアは120億年以上前に形成された2つの星の流れを発見しました。研究者シャクティとシヴァによって命名されました。^[108]

GaiaNIR (Gaia Near Infra-Red) は、近赤外線における Gaia の後継機として提案されている。^[109]このミッションでは、現在のカタログを、近赤外線でのみ (またはより良く) 見えるソースで拡張するが、より長い波長での回折パターンが広いため、同等の可視光ミッションよりも測定精度が低くなるという犠牲を払っている。同時に、Gaia カタログのソースを再検討することで、星の視差と特に固有運動の精度を向上させる。^[110] GaiaNIR を構築する上での主な課題の 1 つは、近赤外線の時間遅延および積分検出器の技術準備レベルの低さだが、アバランシェフォトダイオード検出器 (APD)の最近の進歩により、この問題は克服されつつある。 2017年のESAの報告書では、従来の近赤外線検出器とデスピンミラーを使用する2つの代替コンセプトが提案されましたが、NIR TDI検出器の開発がなくても、技術的な課題によりESAのMクラスミッションよりもコストが増加する可能性があり、他の宇宙機関とのコスト分担が必要になる可能性があります。^[110]米国の機関との1つの可能なパートナーシップが提案されました。^[111]それ以来、欧州宇宙機関の科学計画Voyage 2050は、今後数年間に実施される2つの潜在的なLクラスミッションの1つとして「近赤外線での天体測定による銀河の生態系」というテーマを選択し、まさにこれを提案しているGaiaNIRの可能性を高めています。

• Gaia カタログ – Gaia ミッションのデータで構成されるカタログ。
• 宇宙距離ラダー – 天文学者が天体までの距離を決定する一連の方法
• 宇宙干渉計ミッション – 中止されたNASA宇宙望遠鏡