جايا (مركبة فضائية)

غايا مرصد فضائي متقاعد تابعلوكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، أُطلق عام 2013 واستمر تشغيله حتى مارس 2025. صُممت المركبة الفضائية لأغراض علم الفلك : قياس مواقع النجوم ومسافاتها وحركاتها بدقة غير مسبوقة، ^{[ 7 ] [ 8 ]} ومواقع الكواكب الخارجية من خلال قياس خصائص النجوم التي تدور حولها ، مثل سطوعها الظاهري ولونها. ^{[ 9 ]} اعتبارًا من عام 2026وتستمر معالجة بيانات المهمة، بهدف إنشاء أكبر وأدق فهرس فضائي ثلاثي الأبعاد على الإطلاق، يضم ما يقرب من مليار جسم فلكي ، معظمها نجوم، ولكن أيضًا كواكب ومذنبات وكويكبات وأجرام سماوية ، من بين أشياء أخرى. ^{[ 10 ]}

لدراسة الموقع الدقيق وحركة الأجسام المستهدفة، رصدت المركبة الفضائية كل جسم منها حوالي 70 مرة ^{[ 11 ]} على مدار السنوات الخمس للمهمة الأصلية (2014-2019)، ومثلها تقريبًا خلال فترة التمديد. ^{[ 12 ] [ 13 ]} ونظرًا لتدهور أجهزة الكشف ببطء أكثر من المتوقع، مُنحت مرحلة جمع البيانات للمهمة تمديدًا، ^{[ 14 ]} واستمرت حتى 27 مارس 2025، عندما أوقف علماء وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) تشغيل غايا بعد أكثر من عقد من الخدمة. ^{[ 15 ]} استهدفت غايا أجسامًا أكثر سطوعًا من القدر الظاهري 20 في نطاق قياس ضوئي واسع غطى النطاق المرئي الممتد بين الأشعة فوق البنفسجية القريبة والأشعة تحت الحمراء القريبة؛ ^{[ 16 ]} وتمثل هذه الأجسام حوالي 1% من أجسام مجرة ​​درب التبانة. ^{[ 11 ]} بالإضافة إلى ذلك، كان من المتوقع أن يكتشف مرصد غايا آلافًا إلى عشرات الآلاف من الكواكب الخارجية بحجم كوكب المشتري خارج المجموعة الشمسية باستخدام القياسات الفلكية، ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]} و500,000 كوازار خارج هذه المجرة وعشرات الآلاف من الكويكبات والمذنبات المعروفة والجديدة داخل المجموعة الشمسية. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}

على الرغم من إيقاف تشغيل التلسكوب عام 2025، تواصل مهمة غايا تحليل البيانات المُجمّعة لإنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد دقيقة للأجرام الفلكية في مجرة ​​درب التبانة، ورصد حركاتها التي تُفسّر أصل مجرة ​​درب التبانة وتطورها اللاحق. تُوفّر القياسات الطيفية الضوئية خصائص فيزيائية مُفصّلة لجميع النجوم المرصودة، مُحدّدةً لمعانها ودرجة حرارتها الفعّالة وجاذبيتها وتركيبها العنصري . يُوفّر هذا المسح النجمي الشامل البيانات الرصدية الأساسية لتحليل مجموعة واسعة من الأسئلة المهمة المتعلقة بأصل مجرة ​​درب التبانة وبنيتها وتاريخ تطورها. اعتبارًا من عام 2026، من غير المتوقع إصدار آخر البيانات المُجدولة قبل نهاية عام 2030.

تُعدّ غايا ، خليفة مهمة هيباركوس (1989-1993)، جزءًا من برنامج هورايزون 2000+ العلمي طويل الأمد التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. أُطلقت غايا في 19 ديسمبر 2013 بواسطة شركة أريان سبيس باستخدام صاروخ سويوز ST-B / فريغات-MT من كورو في غويانا الفرنسية. ^{[ 24 ] [ 25 ]} عملت المركبة الفضائية في مدار ليساجو حول نقطة لاغرانج _L2 بين الشمس والأرض . انتهت عملية الرصد العلمي رسميًا في 15 يناير 2025. ^{[ 26 ]}

يعود أصل تلسكوب غايا الفضائي إلى مهمة هيباركوس التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ( 1989-1993 ) . وقد اقترح لينارت ليندغرين ( مرصد لوند ، جامعة لوند ، السويد) ومايكل بيريمان (وكالة الفضاء الأوروبية) هذه المهمة في أكتوبر 1993 استجابةً لدعوة لتقديم مقترحات لبرنامج هورايزون بلس العلمي طويل الأمد التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. واعتمدتها لجنة البرنامج العلمي التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية كمهمة أساسية رقم 6 في 13 أكتوبر 2000، وتمت الموافقة على المرحلة B2 من المشروع في 9 فبراير 2006، حيث تولت شركة إيرباص أستريوم مسؤولية المعدات. اسم "غايا" مشتق في الأصل من اختصار " مقياس التداخل الفلكي العالمي للفيزياء الفلكية" . ويعكس هذا الاختصار تقنية التداخل البصري التي كان من المخطط استخدامها في المركبة الفضائية. وبينما تطورت طريقة العمل خلال الدراسات ولم يعد الاختصار مناسبًا، فقد بقي اسم غايا لضمان استمرارية المشروع. ^{[ 27 ]}

بلغت التكلفة الإجمالية للمهمة حوالي 740 مليون يورو (مليار دولار أمريكي تقريبًا)، شاملةً التصنيع والإطلاق والعمليات الأرضية. ^{[ 28 ]} أُنجزت مهمة غايا متأخرةً عامين عن الموعد المحدد، وبتكلفةٍ تجاوزت ميزانيتها الأولية بنسبة 16%، ويعود ذلك في معظمه إلى الصعوبات التي وُوجهت في صقل مرايا غايا العشر المصنوعة من كربيد السيليكون ، وتجميع واختبار نظام كاميرا المستوى البؤري. ^{[ 29 ]}

تتضمن مهمة غايا الفضائية الأهداف التالية: ^{[ 30 ] [ 31 ]}

• يتطلب تحديد اللمعان الذاتي لنجم ما معرفة بُعده. ومن الطرق القليلة لتحقيق ذلك دون افتراضات فيزيائية هي قياس اختلاف المنظر ، إلا أن التأثيرات الجوية والتحيزات الآلية تُقلل من دقة قياسات اختلاف المنظر. فعلى سبيل المثال، تُستخدم المتغيرات القيفاوية كمعايير لقياس المسافات إلى المجرات، لكن مسافاتها غير معروفة بدقة. وبالتالي، تبقى الكميات التي تعتمد عليها، مثل سرعة تمدد الكون، غير دقيقة.
• ستوفر عمليات رصد الأجرام الخافتة رؤيةً أكثر شمولاً لدالة لمعان النجوم. سيرصد مرصد غايا مليار نجم وجرم سماوي آخر، يمثل 1% من هذه الأجرام في مجرة ​​درب التبانة . يجب قياس جميع الأجرام حتى قدر معين للحصول على عينات غير متحيزة.
• لتحقيق فهم أفضل للمراحل الأسرع من تطور النجوم (مثل تصنيف التغيرات الأساسية النادرة والتغيرات الدورية، وتواترها، وارتباطاتها، وخصائصها المرصودة مباشرةً)، لا بد من إجراء فحص دقيق ومتكرر لعدد كبير من الأجرام على مدى فترة رصد طويلة. كما أن رصد عدد كبير من الأجرام في المجرة مهم لفهم ديناميكياتها.
• يُعد قياس الخصائص الفلكية والحركية للنجم أمراً ضرورياً لفهم مختلف التجمعات النجمية، وخاصة الأبعد منها.

أُطلق القمر الصناعي غايا بواسطة شركة أريان سبيس ، باستخدام صاروخ سويوز ST-B مزود بمرحلة علوية من طراز فريغات-MT ، من قاعدة إطلاق سويوز في كورو، غويانا الفرنسية ، في 19 ديسمبر 2013، الساعة 09:12 بالتوقيت العالمي المنسق (06:12 بالتوقيت المحلي). انفصل القمر الصناعي عن المرحلة العلوية للصاروخ بعد 43 دقيقة من الإطلاق، أي الساعة 09:54 بالتوقيت العالمي المنسق. ^{[ 32 ] [ 33 ]}

اتجهت المركبة نحو نقطة لاغرانج L2 بين الشمس والأرض ، الواقعة على بُعد حوالي 1.5 مليون كيلومتر من الأرض، ووصلت إليها في 8 يناير 2014. ^{[ 34 ]} وفرت نقطة L2 للمركبة الفضائية بيئةً مستقرةً للغاية من حيث الجاذبية والحرارة. هناك، استخدمت مدار ليساجو لتجنب حجب الأرض للشمس، الأمر الذي كان سيحد من كمية الطاقة الشمسية التي يمكن للقمر الصناعي إنتاجها عبر ألواحه الشمسية ، بالإضافة إلى الإخلال بالتوازن الحراري للمركبة. بعد الإطلاق، تم نشر مظلة شمسية قطرها 10 أمتار. حافظت المظلة الشمسية دائمًا على زاوية ثابتة قدرها 45 درجة مع الشمس، أثناء دورانها لمسح السماء، مما حافظ على برودة جميع مكونات التلسكوب وزود غايا بالطاقة باستخدام الألواح الشمسية على سطحها. سمحت هذه العوامل والمواد المستخدمة في تصنيعها لغايا بالعمل في ظروف تتراوح بين -170 درجة مئوية و70 درجة مئوية. ^{[ 9 ]}

الأدوات العلمية

تتكون حمولة غايا من ثلاثة أجهزة رئيسية:

1. يُحدد جهاز القياس الفلكي (Astro) بدقة مواقع جميع النجوم التي يزيد سطوعها عن القدر الظاهري 20 عن طريق قياس موقعها الزاوي. ^{[ 16 ]} ومن خلال الجمع بين قياسات أي نجم معين على مدار مدة المهمة، سيكون من الممكن تحديد اختلاف المنظر الخاص به ، وبالتالي مسافته، وحركته الذاتية - سرعة النجم المسقطة على مستوى السماء.
2. يُتيح جهاز القياس الضوئي (BP/RP) قياس لمعان النجوم ضمن  النطاق الطيفي 320-1000 نانومتر، لجميع النجوم التي يزيد سطوعها عن القدر الظاهري 20. ^{[ 16 ]} يُستخدم مقياسا الضوء الأزرق والأحمر (BP/RP) لتحديد خصائص النجوم مثل درجة الحرارة والكتلة والعمر والتركيب العنصري. ^{[ 27 ] [ 35 ]} يتم توفير القياس الضوئي متعدد الألوان بواسطة موشورين من السيليكا المنصهرة منخفضي الدقة، يعملان على تشتيت جميع الضوء الداخل إلى مجال الرؤية في اتجاه المسح قبل الكشف عنه. يعمل مقياس الضوء الأزرق (BP) في نطاق الأطوال الموجية 330-680  نانومتر، بينما يغطي مقياس الضوء الأحمر (RP) نطاق الأطوال الموجية 640-1050  نانومتر. ^{[ 36 ]}
3. يُستخدم مطياف السرعة الشعاعية (RVS) لتحديد سرعة الأجرام السماوية على طول خط الرؤية، وذلك من خلال الحصول على أطياف عالية الدقة في النطاق الطيفي 847-874  نانومتر (خطوط المجال لأيون الكالسيوم) للأجرام التي يصل قدرها الظاهري إلى 17. تُقاس السرعات الشعاعية بدقة تتراوح بين 1  كم/ث (V=11.5) و30  كم/ث (V=17.5). تُعد قياسات السرعات الشعاعية مهمة "لتصحيح التسارع المنظوري الناتج عن الحركة على طول خط الرؤية". ^{[ 36 ]} يكشف مطياف السرعة الشعاعية عن سرعة النجم على طول خط رؤية مرصد غايا من خلال قياس انزياح دوبلر لخطوط الامتصاص في طيف عالي الدقة.

للحفاظ على دقة التوجيه والتركيز على النجوم التي تبعد سنوات ضوئية عديدة، اقتصرت الأجزاء المتحركة على المحركات لمحاذاة المرايا والصمامات لتشغيل الدوافع. لم تكن المركبة مزودة بعجلات رد فعل أو جيروسكوبات. رُكّبت الأنظمة الفرعية للمركبة الفضائية على إطار صلب من كربيد السيليكون ^{[ 9 ]} ، مما وفر بنية مستقرة لا تتمدد أو تنكمش بفعل تغيرات درجة الحرارة. وتم التحكم في وضعية المركبة بواسطة دوافع غاز بارد صغيرة قادرة على ضخ 1.5 ميكروغرام من النيتروجين في الثانية.

كان عرض النطاق الترددي للوصلة القياس عن بعد مع القمر الصناعي حوالي 3 ميجابت/ثانية في المتوسط، بينما بلغ إجمالي محتوى المستوى البؤري عدة جيجابت/ثانية . ^{[ 37 ]} لذلك، لم يكن بالإمكان تنزيل سوى بضع عشرات من البكسلات حول كل جسم.

رسم تخطيطي لغايا

مرايا (M)

• مرايا التلسكوب 1 (M1 و M2 و M3)
• مرايا التلسكوب 2 (M'1 و M'2 و M'3)
• المرايا M4 و M'4 و M5 و M6 غير معروضة

المكونات الأخرى (1-9)

1. طاولة بصرية ( حلقة من كربيد السيليكون )
2. مشعاع تبريد المستوى البؤري
3. إلكترونيات المستوى البؤري ^{[ 38 ]}
4. خزانات النيتروجين
5. مطياف محزز الحيود
6. خزانات الوقود السائل
7. أجهزة تتبع النجوم
8. لوحة الاتصالات والبطاريات
9. النظام الفرعي الرئيسي للدفع

(أ) مسار الضوء للتلسكوب 1

تصميم المستوى البؤري والأجهزة

تصميم المستوى البؤري وأجهزة غايا . بسبب دوران المركبة الفضائية، عبرت الصور مصفوفة المستوى البؤري من اليمين إلى اليسار بسرعة 60 ثانية قوسية في الثانية. ^{[ 38 ]}

1. الضوء الداخل من المرآة M3
2. الضوء الداخل من المرآة M'3
3. المستوى البؤري، الذي يحتوي على كاشف جهاز القياس الفلكي باللون الأزرق الفاتح، ومقياس الضوء الأزرق باللون الأزرق الداكن، ومقياس الضوء الأحمر باللون الأحمر، ومطياف السرعة الشعاعية باللون الوردي
4. المرآتان M4 و M'4، اللتان تجمعان شعاعي الضوء الواردين
5. مرآة M5
6. المرآة M6، التي تضيء المستوى البؤري
7. البصريات وشبكة الحيود لمطياف السرعة الشعاعية (RVS)
8. موشورات لمقياس الضوء الأزرق ومقياس الضوء الأحمر (BP و RP)

مبادئ القياس

على غرار سلفها هيباركوس ، ولكن بدقة تفوقها بمئة ضعف، تألفت غايا من تلسكوبين يوفران اتجاهين للرصد بزاوية ثابتة واسعة تبلغ 106.5 درجة بينهما. ^{[ 39 ]} دارت المركبة الفضائية باستمرار حول محور عمودي على خطي رؤية التلسكوبين، بفترة دوران تبلغ 6 ساعات. وهكذا، كانت المركبة تمسح كل 6 ساعات شريطًا دائريًا عظيمًا بعرض 0.7 درجة تقريبًا. وكان لمحور الدوران بدوره ترنح أبطأ عبر السماء: إذ حافظ على زاوية ثابتة قدرها 45 درجة مع الشمس، ولكنه اتبع مخروطًا حولها كل 63 يومًا، مما أعطى مسارًا يشبه المنحنى الدائري بالنسبة للنجوم. وعلى مدار المهمة، تم مسح كل نجم مرصود عدة مرات من اتجاهات مسح مختلفة، مما وفر قياسات مترابطة عبر السماء بأكملها.

كانت الخاصيتان الرئيسيتان للتلسكوب هما:

• مرآة رئيسية بقياس 1.45 × 0.5 متر لكل تلسكوب
• مصفوفة بؤرية بقياس 1.0 × 0.5 متر، تُسقط عليها أشعة الضوء من كلا التلسكوبين. تتكون هذه المصفوفة بدورها من 106 مستشعرات CCD ، كل منها بدقة 4500 × 1966 بكسل، بإجمالي 937.8 ميجابكسل (يُشار إليها عادةً بجهاز تصوير من فئة الجيجابكسل ). ^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 9 ]}

رُصد كل جرم سماوي مُلاحَظ بمعدل 70 مرة تقريبًا خلال السنوات الخمس للمهمة الأساسية، والتي مُدِّدت لاحقًا إلى عشر سنوات تقريبًا، ما أدى إلى مضاعفة عدد عمليات الرصد. ^{[ 43 ]} ستساعد هذه القياسات في تحديد المعايير الفلكية للنجوم: معياران يُحددان الموقع الزاوي للنجم في السماء، ومعياران يُحددان مشتقات موقع النجم مع مرور الوقت (الحركة)، وأخيرًا، اختلاف المنظر الذي يُمكن من خلاله حساب المسافة. قِيست السرعة الشعاعية للنجوم الأكثر سطوعًا بواسطة مطياف مُدمج يرصد تأثير دوبلر . نظرًا للقيود الفيزيائية التي فرضتها مركبة سويوز الفضائية، لم يكن من الممكن تجهيز مصفوفات غايا البؤرية بدروع إشعاعية مثالية، وتوقعت وكالة الفضاء الأوروبية أن يتأثر أداؤها نوعًا ما قرب نهاية السنوات الخمس الأولى للمهمة. وقد طمأنت الاختبارات الأرضية لأجهزة اقتران الشحنات (CCDs) أثناء تعرضها للإشعاع بإمكانية تحقيق أهداف المهمة الأساسية. ^{[ 44 ]}

لعبت الساعة الذرية على متن مركبة جايا الفضائية دورًا حاسمًا في تحقيق الأهداف الرئيسية للمهمة. دارت جايا بسرعة زاوية قدرها 60 ثانية قوسية/ثانية، أو 0.6 ميكروثانية قوسية، خلال 10 نانوثانية. ولذلك، ولتحقيق أهداف تحديد الموقع، كان على جايا تسجيل وقت الرصد بدقة متناهية تصل إلى نانوثانية. علاوة على ذلك، كان من الضروري ألا تُسبب الساعة أي أخطاء منهجية في تحديد الموقع خلال فترة الدوران التي تبلغ 6 ساعات. ولضمان أن يكون خطأ التوقيت أقل من 10 نانوثانية خلال كل دورة دوران، كان لا بد أن يكون استقرار تردد الساعة على متن المركبة أفضل من 10⁻¹² ^. وقد بلغ استقرار الساعة الذرية المصنوعة من الروبيديوم على متن مركبة جايا الفضائية حوالي ^10⁻¹³ خلال كل دورة دوران تبلغ 21600 ثانية. ^{[ 45 ]}

تُساهم قياسات غايا في إنشاء وصيانة إطار مرجعي سماوي عالي الدقة، وهو نظام المرجع السماوي الباري مركزي (BCRS) ، الذي يُعدّ أساسيًا لعلم الفلك والملاحة. يعمل هذا الإطار المرجعي كشبكة أساسية لتحديد مواقع الأجرام السماوية في السماء، مما يُساعد علماء الفلك في مختلف مساعيهم البحثية. يجب التعبير عن جميع عمليات الرصد، بغض النظر عن الموقع الفعلي للمركبة الفضائية، بدلالة هذا النظام المرجعي. وباعتباره نموذجًا نسبيًا بالكامل، يجب أخذ تأثير مجال جاذبية النظام الشمسي في الاعتبار، بما في ذلك عوامل مثل انحناء الضوء بفعل جاذبية الشمس والكواكب الرئيسية والقمر. ^{[ 46 ]}

تم حساب الدقة المتوقعة لبيانات الفهرس النهائي بعد إجراء اختبارات في المدار، مع مراعاة تأثيرات الضوء الشارد، وتدهور البصريات، وعدم استقرار الزاوية الأساسي. وتُحقق أفضل دقة في قياس اختلاف المنظر، والموقع، والحركة الذاتية للنجوم الأكثر سطوعًا، ذات القدر الظاهري من 3 إلى 12. ويُتوقع أن يكون الانحراف المعياري لهذه النجوم 6.7 ميكروثانية قوسية أو أقل. أما بالنسبة للنجوم الأقل سطوعًا، فتزداد مستويات الخطأ، لتصل إلى 26.6 ميكروثانية قوسية في اختلاف المنظر للنجوم ذات القدر الظاهري 15، وعدة مئات من الميكروثانية القوسية للنجوم ذات القدر الظاهري 20. ^{[ 47 ]} وللمقارنة، فإن أفضل مستويات خطأ اختلاف المنظر من تحليل بيانات هيباركوس عام 2007 (التي رصدت أجسامًا ذات قدر ظاهري 11 أو أكثر سطوعًا) لا تتجاوز 100 ميكروثانية قوسية، مع مستويات نموذجية أكبر بعدة مرات. ^{[ 48 ]}

رسم متحرك لمسار غايا

عرض قطبي

منظر استوائي

منظر من الشمس

  جايا · الأرض   

في أكتوبر/تشرين الأول 2013، اضطرت وكالة الفضاء الأوروبية إلى تأجيل موعد إطلاق غايا الأصلي ، وذلك لإجراء استبدال احترازي لاثنين من أجهزة الإرسال والاستقبال الخاصة بها . تُستخدم هذه الأجهزة لتوليد إشارات التوقيت اللازمة لنقل البيانات العلمية. وقد استدعى وجود مشكلة في جهاز إرسال واستقبال مماثل على قمر صناعي موجود بالفعل في المدار استبدالها وإعادة التحقق منها بعد دمجها في غايا . وتم تحديد نافذة الإطلاق الجديدة من 17 ديسمبر/كانون الأول 2013 إلى 5 يناير/كانون الثاني 2014، مع تحديد موعد إطلاق غايا في 19 ديسمبر/كانون الأول. ^{[ 49 ]}

تم إطلاق غايا بنجاح في 19 ديسمبر 2013 في الساعة 09:12 بالتوقيت العالمي المنسق . ^{[ 50 ]} بعد حوالي ثلاثة أسابيع من الإطلاق، في 8 يناير 2014، وصلت إلى مدارها المحدد حول نقطة لاغرانج L2 بين الشمس والأرض (SEL2)، ^{[ 6 ] [ 51 ]} على بعد حوالي 1.5 مليون كيلومتر من الأرض.

في عام 2015، اكتشف مرصد بان-ستارز جسماً يدور حول الأرض، وقد صنّفه مركز الكواكب الصغيرة تحت اسم الجسم 2015 HP _116. وسرعان ما تبيّن أنه اكتشاف عرضي لمركبة غايا الفضائية، وتم سحب التسمية على الفور. ^{[ 1 ]}

استمرت مرحلة الاختبار والمعايرة، التي بدأت أثناء توجه غايا إلى نقطة SEL2، حتى نهاية يوليو 2014، ^{[ 58 ]} أي بعد ثلاثة أشهر من الموعد المحدد بسبب مشاكل غير متوقعة تتعلق بدخول الضوء الشارد إلى الكاشف. بعد فترة التشغيل التجريبي التي استمرت ستة أشهر، بدأ القمر الصناعي فترة عملياته العلمية الاسمية التي تمتد لخمس سنوات في 25 يوليو 2014 باستخدام نمط مسح خاص قام بمسح مكثف للمنطقة القريبة من قطبي مسار الشمس ؛ وفي 21 أغسطس 2014، بدأت غايا باستخدام نمط المسح العادي الذي يوفر تغطية أكثر تجانسًا. ^{[ 59 ]}

على الرغم من أنه كان من المخطط أصلاً أن تقتصر عمليات رصد غايا على النجوم الأقل سطوعاً من القدر 5.7، إلا أن الاختبارات التي أُجريت خلال مرحلة التشغيل التجريبي أشارت إلى أن غايا قادرة على تحديد النجوم ذات السطوع الذي يصل إلى القدر 3 بشكل مستقل. وعندما بدأت غايا عملياتها العلمية المنتظمة في يوليو 2014، تم تهيئتها لمعالجة النجوم التي يتراوح سطوعها بين 3 و20 بشكل روتيني. ^{[ 60 ]} أما بالنسبة للنجوم الأكثر سطوعاً ضمن هذا النطاق، فقد تم استخدام إجراءات تشغيل خاصة لتحميل بيانات المسح الخام للنجوم الـ 230 المتبقية الأكثر سطوعاً من القدر 3؛ وتم تطوير طرق لتقليل هذه البيانات وتحليلها؛ وكان من المتوقع أن تكون هناك "تغطية كاملة للسماء عند الطرف الساطع" مع أخطاء معيارية تبلغ "بضع عشرات " من الميكروثواني القوسية . ^{[ 61 ]}

في 30 أغسطس/آب 2014، اكتشف مرصد غايا أول مستعر أعظم في مجرة ​​أخرى. ^{[ 62 ]} وفي 3 يوليو/تموز 2015، نُشرت خريطة لمجرة درب التبانة مصنفة حسب كثافة النجوم، استنادًا إلى بيانات من المركبة الفضائية. ^{[ 63 ]} وبحلول أغسطس/آب 2016، تمت معالجة أكثر من 50 مليار عملية عبور في المستوى البؤري، و110 مليارات عملية رصد ضوئي، و9.4 مليار عملية رصد طيفي. ^{[ 64 ]}

في عام 2018، مُدِّدت مهمة غايا حتى عام 2020، ثم مُدِّدت مرة أخرى في العام نفسه حتى عام 2022، مع تمديد إضافي "استرشادي" حتى عام 2025. ^{[ 65 ] [ 66 ]} وكان العامل المحدد لتمديد المهمة هو توفير النيتروجين لمحركات الغاز البارد لنظام الدفع الدقيق. ^{[ 67 ]} ربما كانت كمية رباعي أكسيد ثنائي النيتروجين ومونوميثيل هيدرازين لنظام الدفع الكيميائي على متن المركبة كافية لتثبيتها عند نقطة لاغرانج الثانية (L2) لعدة عقود. ولكن بدون الغاز البارد، لم يعد بالإمكان توجيه المركبة بدقة تصل إلى جزء من الثانية القوسية.

في مارس 2023، تم تمديد مهمة جايا حتى الربع الثاني من عام 2025، عندما كان من المتوقع أن ينفد وقود الغاز البارد من المركبة الفضائية. ^{[ 68 ]}

تُصدر عدة فهارس غايا على مر السنين، وفي كل مرة تزداد كمية المعلومات وتتحسن دقة القياسات الفلكية؛ إلا أن الإصدارات الأولى تغفل بعض النجوم، لا سيما النجوم الخافتة الموجودة في حقول نجمية كثيفة وأعضاء الأزواج الثنائية المتقاربة. ^{[ 72 ]} صدر أول إصدار للبيانات، غايا DR1، استنادًا إلى 14 شهرًا من الرصد، في 14 سبتمبر 2016. ^{[ 73 ] [ 74 ] [ 75 ]} يتضمن إصدار البيانات "مواقع ومقادير 1.1 مليار نجم باستخدام بيانات غايا فقط ؛ ومواقع واختلافات المنظر والحركات الذاتية لأكثر من مليوني نجم" استنادًا إلى مزيج من بيانات غايا وتايكو -2 لتلك الأجرام في كلا الفهرسين؛ و"منحنيات الضوء وخصائص حوالي 3000 نجم متغير؛ ومواقع ومقادير أكثر من 2000 مصدر خارج المجرة تُستخدم لتحديد الإطار المرجعي السماوي ". ^{[ 72 ] [ 76 ] [ 77 ]}

استند الإصدار الثاني من البيانات (DR2)، الذي صدر في 25 أبريل 2018، ^{[ 10 ] [ 78 ]} إلى 22 شهرًا من الملاحظات التي أُجريت بين 25 يوليو 2014 و23 مايو 2016. ويشمل هذا الإصدار مواقع واختلافات المنظر والحركات الذاتية لحوالي 1.3 مليار نجم، ومواقع 300 مليون نجم إضافي في نطاق القدر الظاهري g = 3-20، ^{[ 79 ]} وبيانات قياس الضوء الأحمر والأزرق لحوالي 1.1 مليار نجم، وقياس الضوء أحادي اللون لـ 400 مليون نجم إضافي، ومتوسط ​​السرعات الشعاعية لحوالي 7 ملايين نجم بين القدر الظاهري 4 و13. كما يحتوي على بيانات لأكثر من 14000 جرم مختار من النظام الشمسي. ^{[ 80 ] [ 81 ]}

نظراً لعدم اليقين في مسار البيانات، قُسِّم الإصدار الثالث من البيانات، المستند إلى 34 شهراً من الملاحظات، إلى جزأين بحيث تُنشر البيانات الجاهزة أولاً. صدر الجزء الأول، EDR3 ("الإصدار المبكر للبيانات 3")، والذي يتضمن مواقع محسّنة، واختلافات المنظر، والحركات الذاتية، في 3 ديسمبر 2020. ^{[ 82 ]} تستخدم الإحداثيات في EDR3 نسخة جديدة من الإطار المرجعي السماوي Gaia ( Gaia -CRF3)، استناداً إلى ملاحظات 1,614,173 مصدراً خارج المجرة، ^{[ 82 ]} منها 2,269 مصدراً مشتركاً مع مصادر الراديو في المراجعة الثالثة للإطار المرجعي السماوي الدولي (ICRF3) . ^{[ 83 ]} يتضمن ذلك فهرس Gaia للنجوم القريبة (GCNS)، الذي يحتوي على 331,312 نجماً ضمن نطاق 100 فرسخ فلكي (330 سنة ضوئية) . ^{[ 84 ] [ 85 ]}

تتضمن النسخة الكاملة من التقرير الثالث (DR3)، المنشورة في 13 يونيو 2022، بيانات التقرير الثالث الموسع (EDR3) بالإضافة إلى بيانات النظام الشمسي؛ ومعلومات عن التغيرات؛ ونتائج خاصة بالنجوم غير المفردة، والكوازارات، والأجسام الممتدة؛ والمعايير الفيزيائية الفلكية؛ ومجموعة بيانات خاصة، وهي المسح الضوئي لمجرة أندروميدا (GAPS). ^{[ 86 ]}

بين الإصدارين DR3 و DR4 كان هناك إصدار منتج مركز، نشر من بين أمور أخرى بيانات جديدة عن مجموعة أوميغا سنتوري باستخدام تقنية رصد جديدة؛ وسيتم توسيع هذه التقنية لتشمل جميع المجموعات الكروية والحقول الكثيفة الأخرى في إصدارات البيانات الكاملة المستقبلية.

معالجة البيانات

بلغ حجم البيانات الإجمالي الذي تم استرجاعه من المركبة الفضائية خلال مهمتها التي استمرت خمس سنوات، بمعدل بيانات مضغوطة قدره 1.0 ميجابت/ثانية، حوالي 60 تيرابايت ، منها حوالي 200 تيرابايت من البيانات غير المضغوطة القابلة للاستخدام على الأرض، والمخزنة في قاعدة بيانات InterSystems Caché . وقد أُسندت مسؤولية معالجة البيانات، الممولة جزئيًا من وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، إلى اتحاد أوروبي، هو اتحاد معالجة وتحليل البيانات (DPAC)، الذي تم اختياره بعد تقديمه مقترحًا لإعلان الفرص الذي أصدرته وكالة الفضاء الأوروبية في نوفمبر 2006. ويتم توفير تمويل DPAC من قبل الدول المشاركة، وقد تم تأمينه حتى إنتاج الفهرس النهائي لمركبة غايا الفضائية . ^{[ 91 ]}

أرسلت غايا البيانات لمدة ثماني ساعات تقريبًا كل يوم بسرعة 5 ميجابت/ثانية تقريبًا. واستقبلت البيانات  ثلاثة أطباق راديو تابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) بقطر 35 مترًا، ضمن شبكة ESTRACK في سيبريروس بإسبانيا، ومالارغوي بالأرجنتين، ونيو نورسيا بأستراليا. ^{[ 27 ]}

في يوليو 2017، أفاد مسح غايا-المرصد الأوروبي الجنوبي باستخدام بيانات غايا لاكتشاف النجوم الثنائية والثلاثية والرباعية. وباستخدام تقنيات متقدمة، تم تحديد 342 مرشحًا للنجوم الثنائية، و11 مرشحًا للنجوم الثلاثية، ومرشح واحد للنجوم الرباعية. وقد تم تحديد تسعة من هذه النجوم بوسائل أخرى، مما يؤكد قدرة هذه التقنية على تحديد أنظمة النجوم المتعددة بدقة. ^{[ 92 ]} النظام النجمي الرباعي المحتمل هو HD 74438 ، والذي تم تحديده، في ورقة بحثية نُشرت عام 2022، على أنه سلف محتمل لمستعر أعظم من النوع Ia من نوع تشاندراسيكار الفرعي . ^{[ 93 ]}

في نوفمبر/تشرين الثاني 2017، نشر علماء بقيادة دافيد ماساري من معهد كابتين الفلكي بجامعة جرونينجن في هولندا ، ورقة بحثية تصف خصائص الحركة الذاتية (ثلاثية الأبعاد) داخل مجرة ​​سكلبتور القزمة ، ومسار هذه المجرة في الفضاء وبالنسبة لمجرة درب التبانة ، باستخدام بيانات من مرصد جايا وتلسكوب هابل الفضائي . ^{[ 94 ]} وقال ماساري: "بفضل الدقة التي حققناها، يمكننا قياس الحركة السنوية لنجم في السماء، والتي تعادل أقل من حجم رأس دبوس على سطح القمر كما يُرى من الأرض". وأظهرت البيانات أن سكلبتور تدور حول مجرة ​​درب التبانة في مدار بيضاوي الشكل للغاية؛ وهي حاليًا قريبة من أقرب نقطة لها على مسافة حوالي 83.4 كيلوبارسيك (272,000 سنة ضوئية) ، ولكن يمكن أن يمتد مدارها إلى حوالي 222 كيلوبارسيك (720,000 سنة ضوئية) .  

في أكتوبر/تشرين الأول 2018، تمكن فلكيو جامعة لايدن من تحديد مدارات 20 نجمًا مرشحًا للنجوم فائقة السرعة من مجموعة بيانات DR2. توقعوا العثور على نجم واحد يخرج من مجرة ​​درب التبانة ، لكنهم وجدوا سبعة نجوم. والأكثر إثارة للدهشة، أن الفريق وجد أن 13 نجمًا فائق السرعة تقترب من مجرة ​​درب التبانة، ربما تكون منشؤها مصادر خارج المجرة غير معروفة حتى الآن. أو ربما تكون نجومًا هالة لهذه المجرة، وستساعد المزيد من الدراسات الطيفية في تحديد السيناريو الأرجح. ^{[ 95 ] [ 96 ]} أظهرت قياسات مستقلة أن أعلى سرعة شعاعية مُسجلة بواسطة مرصد غايا بين النجوم فائقة السرعة تتأثر بضوء النجوم الساطعة القريبة في مجال مزدحم، مما يُشكك في السرعات الشعاعية العالية المُسجلة بواسطة غايا لنجوم أخرى فائقة السرعة. ^{[ 97 ]}

في أواخر أكتوبر 2018، تم اكتشاف التجمع المجري غايا-إنسيلادوس ، وهو بقايا اندماج كبير مع المجرة القزمة إنسيلادوس المنقرضة. ^{[ 98 ]} يرتبط هذا النظام بما لا يقل عن 13 عنقودًا كرويًا، وتكوين القرص السميك لمجرة درب التبانة. ويمثل اندماجًا هامًا حدث قبل حوالي 10 مليارات سنة في مجرة ​​درب التبانة. ^{[ 99 ]}

في نوفمبر 2018، تم اكتشاف مجرة ​​أنتليا 2. وهي تُشابه في حجمها سحابة ماجلان الكبرى ، على الرغم من أنها أضعف منها بعشرة آلاف مرة. تتميز أنتليا 2 بأقل سطوع سطحي بين جميع المجرات المكتشفة. ^{[ 100 ]}

في ديسمبر 2019، تم اكتشاف التجمع النجمي برايس-ويلان 1. ^{[ 101 ]} ينتمي هذا التجمع إلى سحابتي ماجلان ، ويقع في الذراع الأمامية لهاتين المجرتين القزمتين . يشير هذا الاكتشاف إلى أن تيار الغاز الممتد من سحابتي ماجلان إلى مجرة ​​درب التبانة يبعد عنها نصف المسافة التي كان يُعتقد سابقًا. ^{[ 102 ]}

تم اكتشاف موجة رادكليف في البيانات التي تم قياسها بواسطة غايا ، والتي نُشرت في يناير 2020. ^{[ 103 ] [ 104 ]}

في نوفمبر 2020، قاس مرصد غايا تسارع النظام الشمسي باتجاه مركز المجرة بمقدار 0.23 نانومتر في الثانية ^{2. [ 105 ] [ 106 ]}

في مارس 2021، أعلنت وكالة الفضاء الأوروبية أن مرصد غايا قد رصد كوكبًا خارجيًا عابرًا لأول مرة. اكتُشف الكوكب وهو يدور حول نجم شبيه بالشمس يُدعى غايا EDR3 3026325426682637824. بعد اكتشافه الأولي، استُخدم مطياف PEPSI من التلسكوب الثنائي الكبير (LBT) في أريزونا لتأكيد الاكتشاف وتصنيفه ككوكب عملاق، وهو كوكب غازي يتكون من غازي الهيدروجين والهيليوم. ^{[ 107 ] [ 108 ]} في مايو 2022، نُشر تأكيد هذا الكوكب الخارجي، الذي سُمي غايا-1ب ، رسميًا، إلى جانب كوكب ثانٍ، غايا-2ب . ^{[ 109 ]}

تم اكتشاف 12 صليبًا من نوع أينشتاين بواسطة غايا في أبريل 2021. ^{[ 110 ] [ 111 ]}

استناداً إلى بياناتها، يُعد مخطط هرتزبرونغ-راسل (مخطط HR) الخاص بـ Gaia واحداً من أدق المخططات التي تم إنتاجها على الإطلاق لمجرة درب التبانة. ^{[ 112 ]}

كشف تحليل بيانات Gaia DR3 في عام 2022 عن نجم شبيه بالشمس يحمل المعرّف Gaia DR3 4373465352415301632 يدور حول ثقب أسود ، أُطلق عليه اسم Gaia BH1 . يقع هذا الثقب الأسود على بُعد حوالي 1600 سنة ضوئية (490 فرسخًا فلكيًا) ، وهو أقرب ثقب أسود معروف إلى الأرض. ^{[ 113 ] [ 114 ]} كما تم اكتشاف نظام آخر يتكون من عملاق أحمر يدور حول ثقب أسود، وهو Gaia BH2 . ^{[ 115 ]} 

في سبتمبر 2023، استُخدمت قياسات السرعة الشعاعية لتأكيد وجود كوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول النجم HIP 66074، والذي رُصد لأول مرة في بيانات القياسات الفلكية لمرصد غايا DR3 . يُعرف هذا الكوكب باسم HIP 66074 b أو Gaia-3b، وهو ثالث كوكب خارج المجموعة الشمسية يُكتشف بواسطة غايا ويتم تأكيده، وأول اكتشاف من نوعه باستخدام القياسات الفلكية. ^{[ 116 ]} إضافةً إلى ذلك، اكتُشف كوكب آخر خارج المجموعة الشمسية من خلال حدث عدسة جاذبية صغرية رصده مرصد غايا ، وهو Gaia22dkv . يتميز النجم المضيف بسطوعه الذي يفوق سطوع أي كوكب خارج المجموعة الشمسية رُصد سابقًا بواسطة عدسة الجاذبية الصغرى، مما قد يجعل الكوكب قابلاً للرصد أيضًا عن طريق قياس السرعة الشعاعية. ^{[ 117 ]}

في مارس 2024، اكتشف مرصد غايا تيارين من النجوم، أطلق عليهما الباحثون اسمي شاكتي وشيفا، تشكلا منذ أكثر من 12 مليار سنة. ^{[ 118 ] [ 119 ]}

في عام 2025، تم إنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد مفصلة لتوزيع الغبار داخل مجرة ​​درب التبانة باستخدام بيانات من مسح غايا الطيفي ومسح لاموست والتعلم الآلي. ^{[ 120 ]}

يُعدّ GaiaNIR (غايا للأشعة تحت الحمراء القريبة) مشروعًا مُقترحًا لخلافة غايا في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة . ^{[ 121 ]} تهدف هذه المهمة إلى توسيع الكتالوج الحالي بمصادر مرئية فقط (أو بشكل أفضل) في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة، على حساب دقة قياسات أقل مقارنةً بمهمة مماثلة تعمل بالضوء المرئي نظرًا لنمط الحيود الأوسع عند الأطوال الموجية الأطول. وفي الوقت نفسه، ستُحسّن دقة قياس اختلاف المنظر النجمي، وخاصةً دقة الحركة الذاتية، من خلال إعادة دراسة مصادر كتالوج غايا. ^{[ 122 ]} يُعدّ انخفاض مستوى جاهزية تقنية كاشفات التأخير الزمني والتكامل في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة أحد التحديات الرئيسية في بناء GaiaNIR، إلا أن التقدم المُحرز مؤخرًا في كاشفات الثنائيات الضوئية الانهيارية (APDs) يُساهم في التغلب على هذا التحدي. في تقرير لوكالة الفضاء الأوروبية عام 2017، طُرح مفهومان بديلان باستخدام كاشفات الأشعة تحت الحمراء القريبة التقليدية ومرايا إزالة الدوران، ولكن حتى بدون تطوير كاشفات الأشعة تحت الحمراء القريبة بتقنية التصوير الحراري، من المرجح أن يزيد التحدي التقني من التكلفة مقارنةً بمهمة من الفئة M لوكالة الفضاء الأوروبية، وقد يتطلب الأمر تقاسم التكلفة مع وكالات فضاء أخرى. ^{[ 122 ]} وقد اقتُرحت شراكة محتملة مع مؤسسات أمريكية. ^{[ 123 ]} ومنذ ذلك الحين، اختار برنامج العلوم التابع لوكالة الفضاء الأوروبية " رحلة 2050" موضوع "النظام البيئي المجري باستخدام القياسات الفلكية في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة" كأحد مهمتين محتملتين من الفئة L للتنفيذ في السنوات القادمة، مما يعزز فرص مشروع GaiaNIR الذي يقترح هذا الموضوع تحديدًا.

• كتالوجات غايا – كتالوجات تتكون من بيانات من مهمة غايا 
• سلم المسافات الكونية – سلسلة من الطرق التي يستخدمها علماء الفلك لتحديد المسافات إلى الأجرام السماوية 
• مهمة قياس التداخل الفضائي – تلسكوب ناسا الفضائي الملغي 

• موطن مهمة جايا
• مهمة غايا التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية
• أرشيف غايا التابع لوكالة الفضاء الأوروبية
• صفحة غايا على موقع عمليات المركبات الفضائية التابع لوكالة الفضاء الأوروبية
• الإصدار الأول للبيانات ( غايا ؛ 14 سبتمبر 2016) على يوتيوب
• الإصدار الثاني للبيانات ( غايا ؛ 25 أبريل 2018) على يوتيوب
• الإصدار الثالث للبيانات ( غايا ؛ 13 يونيو 2022) على يوتيوب
• فيديو (01:25؛ عرض 360 درجة) - السماء بأكملها ( غايا ؛ 25 أبريل 2018) على يوتيوب
• مقال GAIA على بوابة eoPortal من وكالة الفضاء الأوروبية