Le 14 septembre 2016, 1000 jours après son lancement, le 19 décembre 2013, la mission Gaia de l’ESA a dévoilé son premier catalogue d’étoiles.

Une cartographie de 1 milliard d’étoiles

Les astronomes travaillant sur le télescope spatial Gaia ont publié une première tranche de données d’enregistrement de la position et de la luminosité de plus d’un milliard d’étoiles, 1 140 622 719 étoiles exactement. Et pour quelque deux millions, leur distance et leur mouvement latéral à travers les cieux ont également été tracés avec précision.

C’est sans précédent :  sur les 1,1 milliard de sources de lumière dans les données publiées cette semaine, environ 400 millions de ces objets n’avaient jamais été enregistrés dans aucun catalogue jusqu’à ce jour. Gaia a ainsi dépassé les performances de son prédécesseur Hipparcos, en étant deux fois plus précis.  [lire Voyagez dans la Voie Lactée avec la carte interactive d’Hipparcos : Star Mapper]. 

Les données contiennent également 3194 étoiles variables, y compris des détails sur leurs variations de luminosité. Les étoiles variables changent périodiquement leur éclat alors qu’elles gonflent en rythme et rétrécissent en taille conduisant à des changements de luminosité périodiques. Il y a également les positions et la luminosité des 2152 quasars, les noyaux extrêmement lumineux des galaxies hébergeant des trous noirs supermassifs.

Sur la base de ces observations, les scientifiques ont produit une carte du ciel, montrant la densité des étoiles observées par Gaia.

 Les niveaux de gris traduisent le nombre de sources détectées par unité de surface. Les zones les plus claires indiquent des concentrations plus denses d’étoiles, correspondant typiquement à 500 000 sources par degré carré (à peu près la dimension de l’objet Omega Cen vers le milieu de la carte). Le plan galactique, où la plupart des étoiles de la Voie lactée résident, est visible comme la partie la plus brillante de la carte : une bande horizontale qui est particulièrement lumineuse au centre, et les zones sombres où moins d’étoiles sont observées, permettent de détailler, avec une excellente résolution, les nuages de gaz et de poussières interstellaires qui absorbent la lumière des étoiles. Des amas stellaires apparaissent également, et plus particulièrement les nuages de Magellan dans le coin inférieur droit. Comme cette carte est basée sur des observations effectuées au cours de la première année de la mission, celle-ci n’est pas encore uniforme. Les marques striées et les grandes structures plus ou moins ovales résultent du balayage du ciel par Gaia sur une durée de 14 mois et disparaîtront dans les versions suivantes.

Dans la vidéo ci-après, on peut visualiser comment cette image a été produite. Gaia a balayé le ciel au cours de ses 14 premiers mois d’exploitation, entre juillet 2014 et septembre 2015. L’ovale représente une projection de la sphère céleste, avec les différentes parties du ciel apparaissant progressivement, en fonction du moment et à quelle fréquence elles ont été balayées par Gaia. Le satellite balaye de grands cercles dans le ciel, chaque balayage ayant une durée d’environ 6 heures.

Encore des millions de données à venir

Jusqu’à présent, Gaia a enregistré plus de 50 milliards de sources en transit sur son plan focal, plus de 110 milliards d’observations photométriques, et près de 10 milliards de spectres. Six centres de traitement de données sont impliqués dans l’archivage des données, et environ 120 000 heures de calculs ont été jusqu’ici nécessaires pour identifier les sources des données recueillies par la sonde et les associer à l’objet correspondant dans le ciel. Une grande équipe pan-européenne d’experts scientifiques et des développeurs de logiciels, de traitement et d’analyse des données au sein d’un consortium, le DPAC, est responsable du traitement et de la validation des données de Gaia, avec l’objectif final de la production du catalogue.

Il reste donc beaucoup de données à collecter jusqu’à la fin de la mission prévue à ce jour en 2018.

Le catalogue final Gaia contiendra la carte 3D la plus détaillée jamais réalisée de la Galaxie, de plus d »un milliard d’étoiles, mais seulement 1% du contenu stellaire de la Voie lactée.

Voyagez à travers ce premier catalogue

L’ESA nous propose un voyage virtuel à travers la Voie lactée depuis notre système solaire , basé sur les positions 3D des étoiles issues de la première version du catalogue de données de Gaia. Le voyage commence en regardant le Soleil, entouré de ses huit planètes, puis direction l’amas d’étoiles des Hyades, l’amas ouvert le plus proche du système solaire, quelque 150 années-lumière. Le voyage continue montrant la taille de l’étendue complète des étoiles contenues dans le catalogue, toutes relativement proches du Soleil, dans le contexte général de la Voie lactée.

Source principale de l’article Gaia data release 1

Pour les spécialistes, les détails et les limitations de premier catalogue de Gaia sur « Gaia Data Release 1 (Gaia DR1) » 

A lire en français : le satellite Gaia livre les résultats de sa première plongée dans la galaxie sur le site du CNES et Le satellite Gaia livre la position d’un milliard d’étoiles sur le site du CNRS.

Pour en savoir plus, tous les articles du site sur Gaia et toutes les vidéos relatives à cette fabuleuse mission qui me tient particulièrement à coeur.