Gaia, 1 an d’observations scientifiques

Le satellite Gaia a été lancé le 19 décembre 2013. Après une période de six mois de mise en orbite à 1,5 millions de kilomètres de la Terre et un peu moins d’un moins d’étalonnage initial de ses instruments, Gaia était déclaré bon pour le service, au terme de la revue de fin de recette en vol fin juillet 2014. Il est rentré en service opérationnel le 21 août 2014.

Depuis 1 an, Gaia accumule les données.

« Certains pensent que les données acquises par Gaia vont révolutionner l’astronomie. Seul le temps nous le dira, mais il est clair que ces informations vont constituer un véritable trésor pour les astronomes, pendant de nombreuses décennies à venir », a déclaré le Dr Uwe Lammers, en charge des opérations scientifiques Gaia à l’ESA.

Ce satellite peut suivre et observer des étoiles dont la luminosité est 250 fois inférieure à celle de l’étoile la plus visible pour l’œil humain (un niveau encore plus faible que celui défini par les spécifications de l’ESA), mais il peut aussi mesurer des étoiles plus brillantes que celles initialement envisagées.

Depuis 1 an, le satellite a enregistré 272 milliards mesures de position ou astrométriques, 54,4 milliards de luminosité ou de points de données photométriques, et 5,4 milliards de spectres.

Jour après jour, Gaia observe quelque 40 millions d’objets célestes et délivre plus de 40 gigaoctets de données vers la Terre – l’équivalent sur douze mois des données contenues dans 3 000 DVD

L’équipe scientifique du projet Gaia a passé une année bien remplie de traitements et d’analyse de ces données, pour le développement de produits scientifiques, constitué d’énormes catalogues publics des positions, des distances, des mouvements et autres propriétés de plus d’un milliard d’étoiles.

« Cette première année a été cruciale pour tester la qualité scientifique des données et l’efficacité des algorithmes de traitement. » selon Carme Jordi, chercheur à l’Institut des Sciences du Cosmos de l’Université de Barcelone.

La méthode de la parallaxe pour mesurer la distance d’une étoile. (© ESA / Medialab)

La méthode de la parallaxe pour mesurer la distance d’une étoile. (© ESA / Medialab)

Comme exemple de la validation en cours, l’équipe Gaia a pu mesurer la parallaxe pour un échantillon initial de deux millions d’étoiles. La parallaxe est le mouvement apparent d’une étoile sur un fond lointain observée sur la période d’une année et résultant du mouvement réel de la Terre autour du Soleil. Ceci est également observé par Gaia en orbite autour du Soleil à côté de la Terre. Mais la parallaxe n’est pas le seul mouvement vu par Gaia: les étoiles se déplacent également à travers l’espace, le mouvement propre.

Seulement un an d’observations ne suffit généralement pas à différencier la parallaxe des mouvements propres. Pour remédier à cela, les scientifiques ont combiné des données de Gaia avec des positions extraites du catalogue du prédécesseur, le satellite Hipparcos.

Les découvertes de Gaia

Gaia a détecté des centaines de sources transitoires jusqu’à présent (des explosions soudaines et brutales qui augmente l’éclat de l’étoile observé d’un facteur cinq), avec une première supernova le 30 Août 2014.  Les observations des télescopes au sol permettent ensuite de déterminer leur nature.

Supernova Gaia14aaa et sa galaxie hôte (crédit ESA)

Supernova Gaia14aaa et sa galaxie hôte (crédit ESA)

Gaia a découvert un système de deux étoiles dans lequel une naine blanche chaude dévore la masse de son compagnon stellaire normal, conduisant à des explosions de lumière alors que la matière est absorbée.

Gaia14aae : le satellite Gaia a découvert un système binaire unique où une étoile est en train de «manger» l'autre (Image credits: Fraser/Hodgkin/Campbell/BINSIM)

Gaia14aae : le satellite Gaia a découvert un système binaire unique où une étoile est en train de «manger» l’autre (Image credits: Fraser/Hodgkin/Campbell/BINSIM)

Gaia a également découvert une multitude d’étoiles dont la luminosité subit des changements plus réguliers au fil du temps.

Gaia a fait plus de 200 observations de la nébuleuse planétaire « Œil de chat» (ou NGC 6543), et enregistré plus de 84 000 détections qui retracent avec précision les filaments gazeux complexes qui s’en dégagent. Comme ses observations continuent, Gaia sera en mesure d’observer l’évolution de cette nébuleuse et d’autres nébuleuses planétaires.

Cette image est la superposition d'une image du télescope spatial Hubble de la nébuleuse Œil de chat, à laquelle a été superposée plus de 84 000 détections de Gaia dans la nébuleuse. Divers détails de la structure de la nébuleuse, ainsi que la présence inexpliquée de rayons X durs, suggèrent que l'étoile centrale peut être un système de double-étoiles. Gaia suivra attentivement cet objet jusqu'en 2019. (HST image credit: NASA, ESA, HEIC, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) Gaia image credit: ESA/Gaia/DPAC/UB/IEEC)

Cette image est la superposition d’une image du télescope spatial Hubble de la nébuleuse Œil de chat, à laquelle ont été superposées plus de 84 000 détections de Gaia dans la nébuleuse. Divers détails de la structure de la nébuleuse, ainsi que la présence inexpliquée de rayons X durs, suggèrent que l’étoile centrale peut être un système de double-étoiles. Gaia suivra attentivement cet objet jusqu’en 2019.
(HST image credit: NASA, ESA, HEIC, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Gaia image credit: ESA/Gaia/DPAC/UB/IEEC)

Gaia a détecté une multitude d’astéroïdes, ces petits corps rocheux qui peuplent notre système solaire, principalement entre les orbites de Mars et Jupiter. Les scientifiques ont développé un logiciel spécial pour examiner ces «valeurs aberrantes», les combinant aux orbites des astéroïdes connus afin de les supprimer des données utilisées pour étudier les étoiles. Mais à son tour, cette information sera utilisée pour caractériser les astéroïdes connus et en découvrir des milliers de nouveaux.

Un premier catalogue pour 2016

« Nous sommes juste à un an de la sortie d’un catalogue intermédiaire issu des données de Gaia, prévu pour l’été 2016. Avec la première année de données, nous sommes maintenant à mi-chemin de cette étape, et nous sommes en mesure de présenter quelques clichés préliminaires montrant que la sonde fonctionne bien et que le traitement des données est sur la bonne voie  » a déclaré Timo Prusti, le responsable scientifique de Gaia à l’ESA.

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