GAIA, mission

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De nombreux résultats

Les résultats de Gaia découlent de deux processus complémentaires. D’une part, les produits directs de la mission, publiés par l’ESA et le DPAC, proviennent du traitement des données brutes ; ils constituent les catalogues et la base de données mis à disposition du monde scientifique à chaque remise de données. D’autre part, des produits indirects proviennent de l’utilisation de ces catalogues par la communauté astronomique mondiale, c’est-à-dire des milliers de chercheurs. Ces derniers vont prendre certains des résultats directs de Gaia, comme les distances ou les vitesses radiales par exemple, qu’ils combinent à des mesures venant d’autres instruments spatiaux ou de télescopes au sol, opérant dans une autre longueur d’onde ou fournissant des mesures très précises de grandeurs qui ne sont pas accessibles à Gaia, mais qui ne peuvent être exploitées que si l’on connaît la distance ou la vitesse radiale. Toutes les publications issues de ces travaux sont indiquées comme provenant ou ayant fait usage des observations Gaia.

Gaia occupe donc une position singulière dans le monde de la recherche spatiale en raison de cette mission généraliste au service de la communauté scientifique. Cette dimension la distingue d’une exploration planétaire et d’une mission telle que Planck pour lesquelles seuls les chercheurs associés au projet produisent les résultats scientifiques en fin de traitement. Gaia livre des produits (catalogues très complets) mais laisse l’essentiel de l’exploitation scientifique à la communauté. Grâce à ce fonctionnement, Gaia est devenue la plus productive de toutes les missions astronomiques spatiales comparables de l’ESA ou de la NASA en termes de publications. Plus de 1 600 articles ont ainsi été publiés en 2019 et 2020 à partir de la deuxième livraison de données.

La première remise de données

Les premiers résultats, faisant l’objet du catalogue nommé Gaia-DR1 (pour Gaia Data Release 1), ont été présentés le 14 septembre 2016, soit exactement 1 000 jours après le début de la mission scientifique Gaia. Ils ont exploité les quatorze premiers mois d’observations acquises entre la fin de juillet 2014 et septembre 2015. Il a fallu près de deux années – le travail ayant débuté peu après l’acquisition des premières données – pour effectuer et valider ce premier traitement, organiser l’accès à la base de données pour la communauté scientifique et documenter l’ensemble. En plus du recensement de plus d’un milliard d’étoiles, limité dans cette première remise de données à leur position sur la sphère céleste et leur luminosité, un plus petit catalogue – concernant plus de 2 millions d’étoiles brillantes – a donné, pour chacune d’elles, sa position, son déplacement annuel sur le plan du ciel et sa distance avec une précision typique de 0,3 millième de seconde de degré. Par rapport à Hipparcos – satellite pionnier de l’astrométrie spatiale –, on a ainsi multiplié par vingt le nombre d’étoiles dont la distance a été directement mesurée par la méthode trigonométrique, et par trois la précision de ces mesures. Si l’on considère l’impact d‘Hipparcos dans le monde de l’astronomie fondamentale, on comprend déjà, avec cette toute première livraison de données, l’importance de la mission Gaia.

Pour positionner les étoiles, le système de référence utilisé reposait sur la position de 2 000 quasars (galaxies très éloignées et sans mouvement apparent sur le plan du ciel) localisés avec précision pour la première fois dans le domaine visible, et donc accessibles directement à l’immense majorité des astronomes. Avec ces premières données, les objectifs et les performances attendus de cette mission étaient encore loin, mais cette étape a été essentielle pour démontrer la capacité du DPAC à effectuer les traitements au sol.

La deuxième remise de données

Une deuxième livraison de résultats (catalogue Gaia-DR2), effectuée en avril 2018, a concerné le traitement de vingt-deux mois de données portant sur 1,7 milliard d’objets célestes bien identifiés. Toutes les données sont retraitées depuis le début pour chaque cycle de livraison des résultats.

Par ce catalogue, Gaia a permis de connaître les distances de 1,35 milliard d’étoiles, ainsi que leur déplacement annuel sur le plan du ciel. Ces chiffres sont à mettre en regard des 100 000 distances obtenues avec Hipparcos. Pour environ 50 millions d’étoiles – seulement 20 000 pour la mission Hipparcos –, la distance est connue avec une incertitude inférieure à 10 % et permet [...]

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Parallaxe trigonométrique

Parallaxe trigonométrique
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Le satellite Gaia

Le satellite Gaia
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L’activité du satellite Gaia

L’activité du satellite Gaia
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Le mouvement des étoiles sur 400 000 ans

Le mouvement des étoiles sur 400 000 ans
Crédits : A. Brown, S. Jordan, T. Roegiers, X. Luri, E. Masana, T. Prusti and A. Moitinho/ ESA/ Gaia/ DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO.

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Écrit par :

  • : directeur de recherche émérite au CNRS, Observatoire de la Côte d'Azur, Nice

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Pour citer l’article

François MIGNARD, « GAIA, mission », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/gaia-mission/