Gaia : le premier catalogue de plus de 1 milliard d’étoiles a été publié

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.

Carte du ciel à haute résolution spatiale basée sur les observations du satellite astrométrique Gaia de l'ESA. Les niveaux de gris traduisent le nombre de sources détectées par unité de surface. Les zones les plus claires correspondent typiquement à 500 000 sources par degré carré (à peu près la dimension de l'objet Omega Cen vers le milieu de la carte). La trace de la Galaxie est bien visible et les zones sombres avec peu de détections, permettent de détailler, avec une excellente résolution, les nuages de gaz et de poussières qui absorbent la lumière des étoiles. 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 disparaitront dans les versions suivantes. © ESA/Gaia/DPAC. Image generated by: André Moitinho & Márcia Barros (CENTRA - University of Lisbon) on behalf of DPAC.

Carte du ciel à haute résolution spatiale basée sur les observations du satellite astrométrique Gaia de l’ESA. © ESA/Gaia/DPAC. Image generated by: André Moitinho & Márcia Barros (CENTRA – University of Lisbon) on behalf of DPAC.

 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.

Les petits points blancs disséminés un peu partout sur la carte correspondent à des sources connues, des galaxies, des amas globulaires et des amas galactiques dont le nom le plus commun est indiqué au-dessus ou à côté de la source. Les deux galaxies très étendues dans l'hémisphère sud sont les Nuages de Magellan. Dans un petit point comme M5 au milieu de la carte, Gaia a détecté plusieurs milliers d'étoiles. © ESA/Gaia/DPAC. Image generated by: André Moitinho et Márcia Barros (CENTRA - University of Lisbon) and François Mignard (OCA-CNRS) on behalf of DPAC.

Carte du ciel de Gaia annotée. Les petits points blancs disséminés un peu partout sur la carte correspondent à des sources connues, des galaxies, des amas globulaires et des amas galactiques dont le nom le plus commun est indiqué au-dessus ou à côté de la source. Les deux galaxies très étendues dans l’hémisphère sud sont les Nuages de Magellan. Dans un petit point comme M5 au milieu de la carte, Gaia a détecté plusieurs milliers d’étoiles. © ESA/Gaia/DPAC. Image generated by: André Moitinho et Márcia Barros (CENTRA – University of Lisbon) and François Mignard (OCA-CNRS) on behalf of DPAC.

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.

Infographie sur la publication du premier catalogue de Gaia le 14/09/2016 (credit ESA)

Infographie sur la publication du premier catalogue de Gaia le 14/09/2016 (credit ESA)

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.

2 réflexions sur “Gaia : le premier catalogue de plus de 1 milliard d’étoiles a été publié

  1. Les six centres de traitement de données, dénommés DPC, sont les suivants :

    1) Villafranca (del Castillo), à Villanueva de la Canada, à 30 km à l’ouest de Madrid (DPCE / ESAC = European Space Astronomy Centre) ;
    2) Barcelone (DPCB / BSC-CNS et CESCA-CSUC = Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercompuntacion et Consorci de Serveis Universitaris de Catalunya) ;
    3) Turin  (DPCT / INAF-OATo = Istituto Nazionale di Astrofisica – Osservatorio Astrofisico di Torino situé à Pino Torinese) ;
    4) Cambridge (DPCI / IOA = Institute of Astronomy) ;
    5) Genève (DPCG / Observatoire de Genève / ISDC = Integral Science Data Centre, « Integral » signifiant International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) ;
    6) Toulouse (DPCC / CNES)

    auxquels s’ajoutent – entre autres – le centre des opérations de Darmstadt (ESOC) et la station de réception de Cerebros (qui est l’une de celles de l’ESTRACK), également près de Madrid, à 90 km au sud (tout étant relatif).

    NB :

    DPC = Data Processing Centre ;
    DPAC = Data Processing and Analysis Consortium ;
    ESOC = European Space Operations Centre ;
    ESTRACK = European Space Tracking (10 stations) ;
    CENTRA = ?
    OCA = Observatoire de la Côte d’Azur (sis à Nice, Grasse et St-Vallier-de-Thiey).

    Toutes mes félicitations pour cette mission qui sera, dans quelques années, suivie d’une autre encore plus spectaculaire dénommée Idariane. Elle permettra de localiser et d’identifier plus de 100 milliards d’étoiles et plus encore d’exoplanètes.

    Pourquoi pas ? comme disait le commandant Charcot.

    ***

    Pour mémoire, nous voici désormais à une semaine du lancement de Soyuz MS-02 et à un mois de celui de Shenzhou-11 pour lequel nous attendons toujours les noms des deux heureux élus (quatre avec leurs doublures).

    Les Chinois envisagent de lancer vers 2020 un télescope spatial qui serait 300 fois plus performant que Hubble et qui pourrait, lui aussi, être éventuellement réparé ou amélioré par des taïkonautes. Affaire à suivre.

    Et n’oublions pas non plus le futur JWST (James Webb Space Telescope). Il devrait être lancé depuis Kourou par une Ariane V en octobre 2018.

    Je me demande si la future Ariane 6 pourrait être capable d’effectuer un tel lancement.

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