Più della metà delle stelle nella nostra galassia appartiene a sistemi stellari binari o multipli, in genere piuttosto compatti; pertanto, quando vengono osservati da Terra e anche da Gaia, essi appaiono come sorgenti singole e la loro natura binaria è rilevabile solo attraverso le misure di spostamento Doppler dovuto al moto degli astri attorno al comune baricentro. Il "Radial Velocity Spectrometer" (RVS), sistemato nel piano focale di Gaia, è in grado di effettuare tale misura, specialmente nei sistemi binari in cui le due componenti sono stelle luminose e tra loro simili; in tal caso, si parla di "Sistema Binario spettroscopico a doppia linea" (SB2) perchè gli spettri RVS mostrano linee di assorbimento a doppio picco, dalle quali è possibile stimare la velocità radiale di ogni componente e quindi, tramite osservazioni ripetute in diversi istanti, dedurre le caratteristiche del sistema stellare.

 Già nel 2015, dopo un anno di acquisizione dei dati da parte di Gaia, il team "Single Transit Analysis" (sottogruppo del consorzio DPAC che si occupa dell'analisi dei dati Gaia) descrisse il caso di HIP 70674, un noto sistema SB2 con magnitudine visiva V = 7,99. L'obiettivo era dimostrare la capacità della catena di "analisi del transito singolo" di misurare correttamente le velocità radiali dagli spettri RVS. Gli spettri combinati hanno linee meno marcate rispetto alle stelle singole, ma le velocità radiali derivate da Gaia su tali linee si dimostrarono comunque di ottima qualità e in buon accordo con le effemeridi riportate nella letteratura e, in particolare, con il Nono catalogo delle Binarie Spettroscopiche (SB9) pubblicato nel 2004 da Pourbaix e altri.

 Adesso che ci stiamo avvicinando al rilascio del nuovo Gaia Data Release 3, la "Coordination Unit 4" (CU4 che si occupa, sempre nell'ambito del DPAC, della rilevazione di stelle non singole) ha presentato, come esempio di queste elaborazioni, i risultati aggiornati per HIP 70674, risultati che poi compariranno anche nel nuovo catalogo.

 Innanzitutto, il sistema "pipeline" ha elaborato simultaneamente tutti gli spettri disponibili per questa sorgente, misurando anche l'allargamento delle righe spettrali per ogni epoca; in genere, tale allargamento viene attribuito al moto di rotazione della stella (si parla infatti di "velocità di allargamento"), ma può essere legato anche a moti turbolenti nella fotosfera. La porzione in alto a destra della figura di apertura mostra un esempio di accordo tra un tipico spettro di HIP70674, con le tipiche linee in assorbimento sdoppiate, con il miglior spettro sintetico composito; si noti che simili spettri verranno pubblicati integralmente solo nel futuro Gaia Data Release 4.

A causa della somiglianza tra le due stelle, sia in termini di luminosità che di tipo spettrale, l'algoritmo usato non riesce a discriminare, per ogni osservazione, quale delle due velocità radiali misurate vada assegnata all'una o all'altra delle due componenti; questa associazione viene quindi eseguita successivamente da un algoritmo apposito. Il grafico a sinistra mostra il risultato di tale analisi, con le sinusoidi descritte dalla velocità radiale di ciascuna componente stellare; in nero il valore di velocità media. L'ultima figura in basso a destra mette in relazione le due velocità radiali e, come previsto dalla teoria, esse risultano perfettamente "anticorrelate" nel senso che, al netto del moto peculiare del baricentro rispetto a noi, le due stelle si allontanano/avvicinano con velocità praticamente identiche, percorrendo le rispettive orbite. Ciò riflette la buona qualità delle misurazioni e l'efficienza dell'analisi effettuata.

 Di seguito, una tabella che mostra gli elementi orbitali dedotti tramite le osservazioni Gaia, messi a confronto con i dati SB9. La differenza appare decisamente significativa nel caso di Tp (istante del periastro) ed è essenzialmente dovuta ad una differenza nella definizione dei modelli. In generale, comunque, il modello basato sui dati Gaia risulta più completo e preciso.

GAIA HIP 70674 elements3 

Tabella 1: Elementi orbitali di HIP 70674, dove ω e Tp indicano l'argomento e il tempo di passaggio al periastro. - Crediti: ESA / Gaia / DPAC / CU4-CU6, Yassine Damerdji (CRAAG / IAGL), Eric Gosset (IAGL), Ronny Blomme (ROB), Thierry Morel (IAGL), Pasquale Panuzzo (CNRS / Observatoire de Paris / PSL), Squadre NSS e DU650. - Miglioramenti apportati da Marco Di Lorenzo

 Tra circa un anno, con il catalogo DR3 verranno rilasciate migliaia di soluzioni orbitali per stelle binarie spettroscopiche di questo tipo. Va sottolineato che il caso in esame è stato particolarmente favorevole, a causa della luminosità dell'oggetto.

 Concludiamo con una breve rassegna sullo stato della missione. Al 21 maggio 2021, Gaia è giunta al giorno n.2482 della sua missione scientifica iniziata il 25/7/2014; si tratta anche del 675° della "missione estesa" che dovrebbe durare altri 5 anni. Finora, l'osservatorio astrometrico europeo ha osservato oltre 176 miliardi di transiti sul piano focale, effettuando 1737 miliardi di misure astrometriche, 350 miliardi di misure fotometriche e oltre 34 miliardi di misure spettroscopiche; ci sono stati anche 11,5 miliardi di transiti attraverso il suddetto strumento RVS. In totale, sono stati raccolti ben 92,8 TB di dati scientifici, un vero record per una missione spaziale!