Le 19 décembre 2013, l'Agence spatiale européenne (ESA) Gaia vaisseau spatial a pris l'espace avec l'une des missions les plus ambitieuses jamais. Au cours de sa mission prévue de 5 ans (qui a été récemment prolongée), cet observatoire spatial cartographierait plus d'un milliard d'étoiles, de planètes, de comètes, d'astéroïdes et de quasars afin de créer le catalogue 3D le plus grand et le plus précis de la Voie lactée. créé.
La première version de Gaia les données, qui ont eu lieu en septembre 2016, contenaient les distances et les mouvements de plus de deux millions d'étoiles. Mais la deuxième publication de données, qui a eu lieu le 25 avril 2018, est encore plus impressionnante. Inclus dans le communiqué sont les positions, les indicateurs de distance et les mouvements de plus d'un milliard d'étoiles, d'astéroïdes dans notre système solaire et même d'étoiles au-delà de la voie lactée.
Alors que la première diffusion des données était basée sur un peu plus d'un an d'observations, la nouvelle diffusion des données couvre une période d'environ 22 mois - qui s'est déroulée du 25 juillet 2014 au 23 mai 2016. L'analyse préliminaire de ces données a révélé détaille environ 1,7 milliard d'étoiles dans la Voie lactée et comment elles se déplacent, ce qui est essentiel pour comprendre comment notre galaxie a évolué au fil du temps.
Comme l'explique Günther Hasinger, directeur scientifique de l'ESA dans un récent communiqué de presse de l'ESA:
“Les observations recueillies par Gaia redéfinissent les fondements de l'astronomie. Gaia est une mission ambitieuse qui repose sur une énorme collaboration humaine pour donner un sens à un grand volume de données très complexes. Il démontre la nécessité de projets à long terme pour garantir les progrès des sciences et technologies spatiales et pour mettre en œuvre des missions scientifiques encore plus audacieuses des prochaines décennies.“
La précision de GaiaLes instruments ont permis des mesures si précises qu’il a été possible de séparer la parallaxe des étoiles - le décalage apparent provoqué par l’orbite de la Terre autour du Soleil - de leurs mouvements à travers la galaxie. Sur les 1,7 milliard d'étoiles répertoriées, la parallaxe et la vitesse (aka. Mouvement propre) de plus de 1,3 milliard ont été mesurées et répertoriées.
Pour environ 10% d'entre eux, les mesures de parallaxe étaient si précises que les astronomes peuvent directement estimer les distances par rapport aux étoiles individuelles. Comme l'a expliqué Anthony Brown de l'Université de Leiden, qui est également président du conseil d'administration du consortium Gaia de traitement et d'analyse des données:
“La deuxième publication de données Gaia représente un énorme bond en avant par rapport à l'ESA‘s Satellite Hipparcos, Gaia‘prédécesseur de la s et la première mission spatiale pour l'astrométrie, qui a sondé quelque 118 000 étoiles il y a près de trente ans… Le simple nombre d'étoiles seules, avec leurs positions et leurs mouvements, ferait de Gaia‘s nouveau catalogue déjà assez étonnant. Mais il y a plus: ce catalogue scientifique unique comprend de nombreux autres types de données, avec des informations sur les propriétés des étoiles et autres objets célestes, ce qui rend cette version vraiment exceptionnelle.“
En plus des mouvements appropriés des étoiles, le catalogue fournit des informations sur un large éventail de sujets qui intéresseront les astronomes et les astrophysiciens. Il s'agit notamment des mesures de luminosité et de couleur de presque toutes les 1,7 milliards d'étoiles répertoriées, ainsi que des informations sur la façon dont la luminosité et la couleur changent pour un demi-million d'étoiles variables au fil du temps.
Il contient également les vitesses le long de la ligne de visée de sept millions d'étoiles, les températures de surface d'environ 100 millions et l'effet de la poussière interstellaire sur 87 millions. Les données de Gaia contiennent également des informations sur les objets de notre système solaire, qui incluent les positions de 14 000 astéroïdes connus (ce qui permettra de déterminer avec précision leurs orbites).
Au-delà de la voie lactée, Gaia ont obtenu des mesures plus précises de la position d'un demi-million de quasars éloignés - des galaxies brillantes qui émettent d'énormes quantités d'énergie en raison de la présence d'un trou noir supermassif en leur centre. Dans le passé, les quasars ont été utilisés comme cadre de référence pour les coordonnées célestes de tous les objets Gaia catalogue basé sur les ondes radio.
Cependant, cette information sera désormais disponible pour la première fois aux longueurs d'onde optiques. Ceci, et d'autres développements rendus possibles par Gaia, pourrait révolutionner la façon dont nous étudions notre galaxie et l'Univers. Comme Antonella Vallenari, de l'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), de l'Observatoire astronomique de Padoue, Italie, et vice-présidente du conseil d'administration du Consortium pour le traitement des données, a indiqué:
“Les nouvelles données Gaia sont si puissantes que des résultats passionnants nous sautent aux yeux. Par exemple, nous avons construit le diagramme d'étoiles de Hertzsprung-Russell le plus détaillé jamais réalisé en plein ciel et nous pouvons déjà repérer des tendances intéressantes. C'est comme si nous inaugurions une nouvelle ère de l'archéologie galactique.“
Le diagramme de Hertzsprung-Russell, qui doit son nom aux deux astronomes qui l'ont conçu au début du XXe siècle, est fondamental pour l'étude des populations stellaires et de leur évolution. Sur la base de quatre millions d'étoiles sélectionnées dans le catalogue (qui sont toutes à cinq mille années-lumière du soleil), le scientifique a pu révéler pour la première fois de nombreux détails sur les étoiles au-delà de notre système solaire.
Parallèlement aux mesures de leurs vitesses, le diagramme de Gaia Hertzsprung-Russell permet aux astronomes de distinguer les populations d'étoiles d'âges différents, situées dans différentes régions de la Voie lactée (c'est-à-dire le disque et le halo), et celles formées dans différents façons. Il s'agit notamment d'étoiles en mouvement rapide qui appartenaient auparavant au halo, mais qui font en réalité partie de deux populations stellaires.
«Gaia améliorera considérablement notre compréhension de l'Univers à toutes les échelles cosmiques», a déclaré Timo Prusti, scientifique du projet Gaia à l'ESA. "Même dans le voisinage du Soleil, qui est la région que nous pensions comprendre le mieux, Gaia révèle de nouvelles fonctionnalités passionnantes."
Par exemple, pour un sous-ensemble d'étoiles à quelques milliers d'années-lumière du Soleil, Gaia mesuré leur vitesse dans les trois dimensions. À partir de cela, il a été déterminé qu'ils suivent un modèle similaire aux étoiles qui gravitent autour de la galaxie à des vitesses similaires. La cause de ces modèles fera l'objet de recherches futures, car il n'est pas clair si elle est causée par notre galaxie elle-même ou est le résultat d'interactions avec des galaxies plus petites qui ont fusionné avec nous dans le passé.
Enfin et surtout, Gaia les données seront utilisées pour en savoir plus sur les orbites de 75 amas globulaires et de 12 galaxies naines qui tournent autour de la Voie lactée. Ces informations permettront de mieux comprendre l'évolution de notre galaxie, les forces gravitationnelles qui l'affectent et le rôle joué par la matière noire. Comme l'a expliqué Fred Jansen, le responsable de la mission Gaia à l'ESA:
“Gaia est l'astronomie à son meilleur. Les scientifiques seront occupés par ces données pendant de nombreuses années, et nous sommes prêts à être surpris par l'avalanche de découvertes qui dévoileront les secrets de notre galaxie.“
La troisième version de Gaia les données devraient avoir lieu à la fin de 2020, et le catalogue final sera publié dans les années 2020. Entre-temps, une prolongation a déjà été approuvée pour le Gaia qui restera opérationnelle jusqu'à fin 2020 (à confirmer à la fin de cette année). Une série d'articles scientifiques décrivant ce qui a été appris de cette dernière version paraîtra également dans un numéro spécial de Astronomie et astrophysique.
De l'évolution des étoiles à l'évolution de notre galaxie, la seconde Gaia la publication des données s'avère déjà une aubaine pour les astronomes et les astrophysiciens. Même après la fin de la mission, nous pouvons nous attendre à ce que les scientifiques analysent toujours les données et en apprennent beaucoup plus sur la structure et l'évolution de notre Univers.
