Analiza gromad gwiazdowych w Systemie Magellana na podstawie danych misji kosmicznej Gaia

Gromady gwiazdowe w Systemie Magellana są wartościowym źródłem informacji o procesach kosmologicznych zachodzących poza Drogą Mleczną. Galaktyki satelitarne znajdujące się wyjątkowo blisko umożliwiają prowadzenie ilościowych obserwacji tych obiektów z użyciem różnych instrumentów, w tym misji kosmicznej Gaia, mimo że była przeznaczona do obserwacji mniej odległych obiektów. W tej pracy porównano zbiory danych dostępne w ramach Gaia Data Release 3 oraz OGLE IV w kontekście znanych gromad gwiazdowych w Systemie Magellana. Niniejsza praca miała na celu sprawdzenie jak dużo informacji dotyczących gromad gwiazdowych można uzyskać z publicznych danych projektu Gaia. Przeprowadzono analizę danych zawartych w repozytorium gaia_source, polegającą na:

• zbadaniu dostępności typów danych (np. astrometryczne, spektrometryczne) w regionach nieba odpowiadających położeniem Systemowi Magellana;
• ocenie rozkładu liczby obiektów w zależności od odległości oraz ewaluacji jakości szacowań odległości;
• narysowaniu map nieba dla znanych gromad gwiazdowych Systemu Magellana i ręcznej klasyfikacji widoczności tych obiektów;
• narysowaniu diagramów CMD obiektów składających się na gromady i próbie dopasowania izochron dla tych diagramów. Tak przeprowadzona analiza wykazała, że Gaia DR3 może być cennym źródłem danych uzupełniających naziemne przeglądy nieba o znacznie większym zasięgu, mimo że jedynie około 1/3 znanych gromad gwiazdowych w tym obszarze jest widoczna w danych zebranych przez misję kosmiczną. Wskazano korzyści płynące z wykorzystania dodatkowego źródła danych przy weryfikacji odkryć pochodzących z automatycznych przeglądów nieba. Przedstawiono też ograniczenia w stosowaniu danych zawartych w Gaia Data Release 3, szczególnie w zakresie pomiarów odległości do obiektów pozagalaktycznych. Obiecującym kierunkiem przyszłych badań wydaje się możliwość analizy ruchów własnych gwiazd składających się na gromady - danych, które ze względu na wymaganą precyzję pomiarów astrometrycznych mogą być pozyskane jedynie przy użyciu teleskopów kosmicznych.

Star clusters in the Magellanic System are a valuable source of information about cosmological processes occurring beyond the Milky Way. The satellite galaxies, located exceptionally close, enable quantitative observations of these objects using various instruments, including the Gaia space mission, even though it was designed to observe much closer objects. This thesis compares datasets available in Gaia Data Release 3 and OGLE IV in the context of known star clusters in the Magellanic System. The goal of this study was to assess how much information about star clusters can be obtained from publicly available Gaia data. An analysis was conducted using data from the gaia_source repository, consisting of:

• examining the availability of data types (e.g., astrometric, spectrometric) in sky regions corresponding to the Magellanic System;
• assessing the distribution of the number of objects as a function of distance and evaluating the quality of distance estimates;
• creating sky maps for known Magellanic star clusters and manually classifying their visibility;
• plotting color–magnitude diagrams for cluster member stars and attempting isochrone fitting for these diagrams. The analysis showed that Gaia DR3 can serve as a valuable data source complementing ground-based sky surveys with much deeper coverage, even though only about 1/3 of the known star clusters in this region are visible in the data collected by the space mission. The benefits of using additional data sources when validating discoveries from automated sky surveys were presented. The limitations of Gaia Data Release 3, particularly regarding distance measurements to extragalactic objects were also explained. A promising direction for future research appears to be the analysis of proper motions of cluster stars — data that, due to the required precision of astrometric measurements, can only be obtained using space-based telescopes.