Le satellite Gaia livre la position d'un milliard d'étoiles
Publié par Adrien le 15/09/2016 à 00:00
Source: Observatoire de Paris
Avec un milliard d'étoiles cartographiées en mille jours, la recherche européenne n'a décidément pas peur des tâches herculéennes. Ce travail a été réalisé par 450 chercheurs, issus de 25 pays européens, dont une centaine de français, principalement du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), de l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique équipé de bons instruments permettant...) et de l'Observatoire de la Côte d'Azur (1) avec une participation majeure du CNES. Grâce au satellite Gaia (Le satellite Gaia est une mission astrométrique de l'Agence spatiale européenne (ESA) devant observer plus d'un milliard d'objets jusqu'à la magnitude 20. En déterminant de manière extrêmement précise les positions, distances...), lancé le 19 décembre 2013, les scientifiques ont catalogué les positions de 1,15 milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf millions neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent...) d'étoiles, avec en plus la vitesse (On distingue :) et la distance par rapport au Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et...) pour 2 millions d'entre elles. L'ESA (2) et le consortium européen DPAC (3) rendent publics le 14 septembre les premiers résultats de cette mission. Cette annonce représente la cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le principe majeur de la cartographie est la représentation de...) du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) la plus précise et détaillée jamais réalisée.

Le satellite (Satellite peut faire référence à :) Gaia tourne sur lui-même et autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la...) tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en scrutant l'espace avec ses deux télescopes. Équipé de 106 capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la déviation d'une aiguille…....) qui forment l'équivalent d'un appareil photo d'une résolution d'un milliard de pixels, il observe ainsi quotidiennement 50 millions d'étoiles, avec dix mesures à chaque passage, ce qui représente une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution...) de 500 millions d'éléments par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le...). Cette quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection...) énorme de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...) a permis la publication d'un catalogue des positions dans le ciel de 1,15 milliard d'étoiles. La précision va de 0,5 à 15 millièmes de seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de...) de degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :), sachant qu'un millième de seconde de degré correspond à l'angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) sous lequel on verrait une pièce de 1 euro placée à 4 000 km.


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 (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de sources détectées par unité de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent...). Les zones les plus claires correspondent typiquement à 500,000 sources par degré carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la même mesure. Un carré est à la fois un...) (à peu près la dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son...) de l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini par les...) Omega Cen vers le milieu de la carte). La trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le champ magnétique à petite échelle du Soleil et la géométrie du plasma...) de la Galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.) est bien visible et les zones sombres avec peu de détections, permettent de détailler, avec une excellente résolution, les nuages de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de...) et de poussières qui absorbent la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est...) 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 (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) et disparaitront dans les versions suivantes.©ESA/Gaia/DPAC. Image generated by: André Moitinho & Márcia Barros (CENTRA - University of Lisbon) on behalf of DPAC.

Pourvu de 200 millions d'étoiles de plus qu'initialement prévu, ce catalogue va permettre aux chercheurs d'établir de précieuses statistiques (La statistique est à la fois une science formelle, une méthode et une technique. Elle comprend la collecte, l'analyse, l'interprétation de données ainsi que la présentation de ces ressources afin de...) sur les différents types d'astres, qui seraient inexploitables sans un inventaire aussi vaste. On y retrouve ainsi des données pour 250000 quasars et 3 000 étoiles variables (4) de type Céphéides et RR Lyrae. La mission Gaia a livré les courbes de lumière de ces dernières, c'est-à-dire l'évolution de leur luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.), afin de mieux comprendre les phénomènes physiques qui régissent les étoiles variables.

Les positions de 2 millions de ces étoiles ont également été combinées aux mesures effectuées 23 ans auparavant par la mission Hipparcos (Le satellite Hipparcos (HIgh Precision PARallax COllecting Satellite, satellite de mesure de parallaxe à haute précision) fut un projet de l'agence spatiale européenne...) de l'ESA. La différence a permis de calculer la vitesse et la distance de ces astres par rapport au système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre système planétaire) :...). La récolte (La Récolte (Countrycide) est le sixième épisode de la série anglaise de science fiction Torchwood.) des informations utilisées dans ce catalogue s'est arrêtée en septembre 2015 mais, comme Gaia continue toujours d'amasser des données, les chercheurs comptent comparer de la même manière les futures positions des étoiles à celles présentées ici. Ils devraient ainsi obtenir, vers fin 2017, la vitesse et la distance de ce milliard d'étoiles.

Les organismes français jouent un rôle de premier plan dans cette mission et sont représentés par une centaine de chercheurs, ingénieurs et techniciens au sein du consortium. Ils participent aux nombreuses missions indispensables au succès de la mission: organisation (Une organisation est) des observations au sol nécessaires pour le traitement des données, fourniture des éphémérides du système solaire, observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande participation des...) quotidienne du satellite Gaia lui-même par des moyens optiques (afin de connaitre sa position et sa vitesse avec une précision extrême), validation des traitements des données, etc.

Notes:

(1) Voir liste complète en fin de texte.

(2) European space agency, l'agence spatiale européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est une agence spatiale intergouvernementale fondée le 31 mai 1975. Elle est chargée de la coordination des...).

(3) Data processing and analysis consortium, le consortium de traitement et d'analyse de données.

(4) En astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit pas...), une étoile variable (Une étoile variable est une étoile dont la luminosité varie.) est une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) dont la luminosité varie au cours de périodes plus ou moins longues. Il en existe plusieurs types nommés selon la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation les relie par des lignes imaginaires, traçant ainsi une figure...) dont elles sont issues (ici la constellation de Céphée ou de la Lyre).
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