Gaia crée une carte tridimensionnelle extraordinairement précise de plus d’un milliard d’étoiles dans toute notre galaxie, la Voie lactée et au-delà. Il cartographie leurs mouvements, leur luminosité, leur température et leur composition. Cet immense recensement stellaire fournira les données nécessaires pour répondre à un large éventail de questions importantes liées à l’origine, à la structure et à l’histoire évolutive de notre galaxie.
Le Agence spatiale européenne (ESA) et les équipes de collaboration Gaia ont publié de nouvelles données sous la forme de cinq versions de produits ciblés. Les résultats sont très prometteurs, faisant de cette livraison un premier teaser de ce que sera la quatrième version du catalogue Gaia (Gaia DR4), attendue d’ici fin 2025.
Le satellite Gaia cartographie le ciel depuis 2014 et sa carte comprend des étoiles un million de fois plus faibles que ce que l’on peut voir à l’œil nu. Publiée en juin 2022, la troisième version du catalogue d’étoiles le plus complet et le plus détaillé (Gaia DR3) constitue une étape importante dans la recherche astrophysique. Les distances, les mouvements et les paramètres fondamentaux des étoiles exceptionnellement précis de Gaia, ainsi que la classification des quasars et l’astrométrie précise des astéroïdes font désormais partie du travail et de la recherche quotidiens de la plupart des astronomes.
Vue d’artiste du satellite Gaia devant la Voie Lactée. Crédit : ESA/ATG medialab ; contexte : ESO/S. Brunier
Temps forts et découvertes
L’une des pièces maîtresses des données récemment publiées est l’amas globulaire Omega Centauri. L’amas contient environ 10 millions d’étoiles très densément regroupées dans le ciel, ce qui met Gaia au défi de les résoudre. Dans la perspective de Gaia DR4, diverses techniques sont prévues pour traiter les données dans les régions les plus denses et les plus intéressantes. Le retraitement de l’amas Omega Centauri a permis de récupérer l’astrométrie et la photométrie de 526 587 étoiles supplémentaires situées dans son noyau.
Alors que Gaia observe plusieurs fois et à des époques différentes les mêmes étoiles, l’ESA ne publiait jusqu’à présent que des mesures moyennes. Cela n’a pas empêché Gaia d’identifier des étoiles variables, mais des caractéristiques telles que leur photométrie instantanée et leurs vitesses radiales utilisées dans le processus de classification ne sont pas encore publiées. En attendant Gaia DR4 où toutes les observations (époque et moyennes) seront disponibles, une publication partielle des séries chronologiques de la plus haute qualité acquises pour 9164 Variables de longue période fait partie de ces versions de produits ciblées et aidera la communauté scientifique à se préparer à la richesse des données que Gaia fournira en 2025.
La sonde spatiale ESA-Gaia a observé à plusieurs reprises le spectre d’un nombre sans précédent d’étoiles géantes froides – appelées variables Mira – connues pour étendre et contracter continuellement leur surface sur de longues périodes, parfois de plus d’un an. Cette vue d’artiste d’une étoile Mira montre comment la vitesse des mouvements de surface et de son atmosphère est mesurée avec précision à partir des déplacements (Doppler) des lignes sombres observés dans les spectres détaillés de Gaia. Crédit : Observatoire Royal de Belgique
Comprendre les phénomènes interstellaires
L’espace entre les étoiles n’est pas complètement vide. Il est rempli de gaz de faible densité composé d’atomes, d’ions et de molécules ainsi que de poussière. Cette matière interstellaire absorbe et diffuse la lumière, produisant un rougissement et un affaiblissement continus du flux stellaire. Fonctionnalités générales supplémentaires, nommées Bandes interstellaires diffuses, apparaissent également dans le spectre des étoiles. Ils sont dus à une absorption probablement associée à des molécules très complexes présentes dans le milieu interstellaire dans certaines directions. De telles bandes interstellaires diffuses sont présentes dans la gamme de longueurs d’onde du spectromètre de vitesse radiale Gaia et sont utilisées pour retracer leur formation dans le voie Lactée disque et ses bras spiraux.
Pour trois quasars à lentille gravitationnelle (de gauche à droite : H1413+117, J2240+0321 et J1310-1714), nous montrons dans la rangée supérieure les positions de Gaia DR3 (sans traitement particulier de l’environnement des quasars) tracées sur des images PanSTARRS au sol. . La rangée du bas montre des images synthétiques reconstruites à partir de la version de produit ciblée de Gaia (avec analyse de l’environnement des quasars implémentée). Les observations prises depuis le sol peuvent être un peu floues, à cause de l’atmosphère. Grâce à la résolution exceptionnelle de Gaia, ces images de la source à lentille gravitationnelle sont résolues. Crédit : « Gaia Focused Product Release : Un catalogue de sources autour des quasars pour rechercher des quasars à forte lentille » par Gaia Collaboration, A. Krone-Martins, et al. 2023.
Des quasars aux astéroïdes
À une extrémité de son échelle de distance, près de la limite de notre univers observable, Gaia détecte des quasars. Dans le ciel, certains d’entre eux peuvent être très proches d’une galaxie massive et voir leur trajet lumineux plié par le puits gravitationnel de la galaxie, comme s’il traversait une lentille. Le phénomène de lentille produit un mirage gravitationnel qui peut être utilisé pour estimer directement l’âge et le taux d’expansion de l’Univers. Au cours des derniers mois, les équipes de Gaia ont identifié 381 nouveaux candidats quasars et mirages à lentilles.
A l’autre extrémité de l’échelle des distances, les équipes Gaia ont retraité 156 764 astéroïdes, mais en utilisant 66 mois de données au lieu des 34 mois de Gaia DR3. Ainsi, les observations de la plupart des astéroïdes de la ceinture principale couvrent désormais une révolution complète autour du Soleil, fermant l’orbite, conduisant à une augmentation spectaculaire de la distance. précision des orbites.
Contributions et attentes futures
L’expertise des astrophysiciens de la KU Leuven, de l’Observatoire royal de Belgique, de l’Université libre de Bruxelles, de l’Université d’Anvers et de l’Université de Liège joue un rôle important dans le traitement et l’analyse des données Gaia en général, ainsi que dans la mise en œuvre du produit ciblé. les sorties en particulier. Ils sont soutenus dans leurs efforts par la Politique scientifique fédérale belge (BELSPO) via le programme PRODEX de l’ESA. En plus de fournir de nouvelles données pour compléter la troisième version du catalogue Gaia, les versions de produits ciblées sont une preuve de concept de diverses nouvelles fonctionnalités mises en œuvre dans le pipeline d’analyse de données produisant Gaia DR4 avec deux fois plus de données. Ils offrent un aperçu nécessaire et utile de toutes les promesses que remplira la quatrième version du catalogue.
