별을 찍는 것과 위치를 재는 것
가이아의 핵심은 아름다운 개별 사진보다 매우 정밀한 천체 위치와 운동의 측정이다. 같은 천체를 반복해서 관측하여 하늘에서 위치가 어떻게 달라지는지 조사했다. 서로 다른 밝기와 조건의 천체들이 모두 같은 정밀도로 측정되는 것은 아니다.
두 망원경과 공통 검출면
두 망원경이 공통 초점면으로 빛을 보내는 구조를 사용했다. 위치 측정 영역과 색을 측정하는 광도계, 시선 속도를 조사하는 분광 장치가 기능을 나누었다. 천체의 움직임과 빛의 성질을 결합하면 은하 구조를 다차원적으로 연구할 수 있다.
많은 천체라도 은하 전체는 아니다
가이아는 약 20억 개의 별과 다른 천체를 관측했다. 매우 큰 목록이지만 우리 은하의 모든 별을 다 조사했다는 뜻은 아니다. 밝기와 관측 조건에 따른 표본의 한계를 고려해야 은하의 전체 구조를 해석할 수 있다.
관측이 끝난 뒤의 작업
과학 관측은 2025년에 끝났으나 자료의 보정과 분석, 단계별 공개는 별도 과정이다. 망원경의 관측 기간과 특정 자료 공개판이 포함하는 기간도 다를 수 있다. 연구에 사용할 때에는 공개판과 그에 해당하는 관측 범위를 확인해야 한다.