GAIA, mission

Le lancement du satellite Gaia, le 19 décembre 2013, par la fusée Soyouz depuis le Centre spatial guyanais (CSG), a constitué une étape essentielle du programme spatial européen puisque c’est la seconde mission de l’Agence spatiale européenne (ESA pour European Space Agency) entièrement dédiée à l’astrométrie, vingt ans après le succès historique d’Hipparcos (1989-1993). La mission Gaia, d’abord envisagée pour une durée minimale de cinq ans, confirme le rôle central tenu par les scientifiques européens dans cette discipline indissociable de la longue histoire de l'astronomie et qui consiste en la mesure des positions, des distances et des déplacements des astres. Les données recueillies, une fois étudiées et analysées, permettront d’établir la plus grande cartographie céleste jamais réalisée, même si elle ne représente que 1 % du contenu de la Voie lactée. Les premiers résultats, exploitant les observations de Gaia obtenues jusqu’en septembre 2015 (quatorze mois de données), ont été présentés le 14 septembre 2016 sous forme d’un catalogue donnant la position de plus d’un milliard d’étoiles et leur distance pour les plus brillantes. Depuis, d’autres catalogues intermédiaires ont été publiés, recensant les caractéristiques des étoiles tout d’abord, mais aussi celles des astéroïdes, des galaxies et des quasars. La version finale, exploitant dix ans de mesures, est attendue autour de 2030. Toutes ces précieuses informations vont permettre de mieux comprendre le fonctionnement de la Voie lactée et des objets qui la composent.

Une mission au service de l’astrométrie

L’objectif principal de la mission Gaia est de recenser près de 2 milliards d’étoiles de la Voie lactée, en donnant leur position précise, leur distance par rapport au Soleil, la valeur de leur déplacement annuel sur le ciel et bien d’autres caractéristiques physiques (température de surface, luminosité, âge, composition chimique, vitesse sur la ligne de visée, etc.). Ces informations sont très précieuses pour la communauté astronomique mondiale, en raison de la nature fondamentale des données recueillies, de la précision des mesures, du nombre d’objets concernés et de la présence de toutes les catégories d’étoiles (jusqu’à la magnitude 20,7 soit une luminosité 700 000 fois plus faible que celle des dernières étoiles visibles à l’œil nu).

La pratique de l'astrométrie remonte à l’Antiquité avec la réalisation des premiers catalogues stellaires en Chine et dans le monde méditerranéen, la description du mouvement des planètes et de la Lune, du mouvement apparent du Soleil et la prédiction des éclipses. Cette branche de l’astronomie a constitué l'activité majeure des observatoires astronomiques (et la raison de leur création) jusqu'à la fin du xix^e siècle, avant d'être supplantée par l'astrophysique, qui s’est imposée au xx^e siècle. L’astrométrie renaît dans les années 1960, grâce à l’accès à l’espace, avec le tout premier projet de mission spatiale pour l’astrométrie, proposé en 1967 au Centre national d'études spatiales (CNES) par l’astronome français Pierre Lacroute et qui sera baptisé plus tard Hipparcos. C’est à l’astrométrie que l’on doit la preuve du mouvement de la Terre autour du Soleil, de la mise en évidence du mouvement des étoiles et donc de l’affirmation que la sphère céleste, qui semble immuable à l’échelle d’une vie humaine, est en fait le théâtre de changements au cours des siècles.

Les objectifs ultimes de l’astrométrie sont l’établissement d’un système de référence céleste (définition et matérialisation pratique de trois directions d’un trièdre fondamental à partir desquelles on repère tous les astres) et la mesure de la distance des étoiles (par rapport au Soleil) par une méthode purement géométrique, c’est-à-dire sans faire[...]