La plus grande carte 3D et la plus détaillée de la Voie lactée aux plus de 1 milliard d’étoiles recensées

L’Agence Spatiale Européenne (ASE/ESA) vient de publier un colossal catalogue d’étoiles, détaillant précisément la position et la luminosité de plus d’un milliard d’étoiles réparties à travers la Voie lactée. Créé à partir des données récoltées par le satellite Gaia, le nouveau catalogue, qui est de loin le plus grand de son genre, est une étape importante dans la mission ultime de la sonde, de créer la carte 3D la plus précise et la plus complète de notre galaxie.

Image d’entête (clic pour agrandir) représentation de la carte à grande échelle des étoiles et des galaxies environnant la Voie lactée, obtenue par le satellite Gaia lors de sa première année d’observation (juillet 2014-septembre 2015). (ESA/Gaia/DPAC)

Ci-dessous : représentation du satellite GAIA. (SA/ATG medialab/ ESO/S. Brunier)

Gaia est placé au point de lagrange L2 où il scan le ciel en de larges bandes. (Carreau/ESA)

Comment Gaia cartographit le ciel (ESA) :

 

Cette nouvelle carte présente les données recueillies par le satellite au cours des 14 premiers mois d’observation, se terminant en septembre de cette année. La conversion des données brutes de la sonde, en un outil utile pour la communauté scientifique, revient au Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC), un groupe d’environ 450 scientifiques et ingénieurs logiciels de plus de 20 pays européens.

Cette main-d’œuvre hautement qualifiée a créée une base de données qui détaille la luminosité, l’emplacement et le mouvement de 1142 millions d’étoiles, avec une précision de deux fois celle des précédents catalogue à cette échelle. Le grand public peut apprécier l’ampleur des données accumulées dans un format plus accessible via une visualisation des données qui est disponibles gratuitement sur la page web des archives Gaia.

Le DPAC a été en mesure de fournir une analyse plus détaillée de quelque 2 millions d’étoiles, en combinant les données Gaia avec celle du satellite Hipparcos et son catalogue Tycho-2, datant de 1997. Ces précédentes données, combinées avec les nouvelles observations, ont permis aux scientifiques de tenir compte des effets de parallaxe et de mouvement apparents, ce qui facilite des estimations précises concernant le mouvement des corps stellaires et de leur distance par rapport à la Terre.

Pour démontrer les capacités du nouveau catalogue, DPAC a effectué une étude des amas ouverts. Dans les précédents catalogues d’étoiles, les scientifiques ne pouvaient cartographier avec précision la disposition, le mouvement et la distance des corps stellaires qui composent l’amas ouvert le plus proche de la Terre, l’amas des Hyades, se trouvant à 151 années-lumière de notre planète.

En utilisant le catalogue Gaia, le DPAC a pu cartographier la distance, la distribution et le mouvement d’environ 400 amas ouverts à une portée maximale d’environ 4800 années-lumière, ce qui représente un impressionnant bond en avant.

Gaia a la capacité d’améliorer la précision des techniques utilisées pour cartographier de grandes distances cosmiques en fournissant des observations détaillées des objets célestes tels que les étoiles (à la luminosité->) variables, désignées Céphéides. Ces corps stellaires sont ainsi nommés en raison du fait qu’elles se dilatent et se contractent périodiquement, s’éclaircissant et s’assombrissant dans le processus.

(clic pour agrandir) Représentation annotée de la carte à grande échelle de la Voie lactée obtenue par le satellite Gaia lors de sa première année d’observation (juillet 2014-septembre 2015). (ESA/Gaia/DPAC)

En 1912, l’astronome américaine Henrietta Swan Leavitt a découvert que l’expansion et les contractions périodiques des Céphéides sont directement proportionnelles à la luminosité de l’étoile. Avec cette relation établie, les astronomes sont maintenant en mesure de déterminer la luminosité réelle d’une étoile Céphéide en observant ses périodes de pulsation, puis de comparer cette luminosité à celle du corps stellaire observé à partir de la Terre afin d’évaluer sa distance.

Au cours des 14 premiers mois du labeur de Gaia, le satellite a découvert 386 Céphéides jusqu’alors inconnues. On espère que de nouvelles observations permettront aux astronomes d’acquérir une meilleure compréhension de ce type rare d’étoile et donc d’améliorer leur capacité à estimer avec précision les grandes distances cosmiques.

Gaia pourrait également avoir un rôle important à jouer dans l’étude des atmosphères des planètes dans notre propre système solaire, en fournissant une meilleure compréhension du mouvement des étoiles dans le ciel. En juillet 2016, la diffusion anticipée des données du satellite à permis aux astronomes d’observer l’atmosphère ténue de la planète naine Pluton alors qu’elle passait entre la Terre et une étoile lointaine.

Sur le site de l’ESA : Gaia’s billion-star map hints at treasures to come et le site du DPAC pour les archives Gaia.