GAIA, mission

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Quelques résultats emblématiques

La mission Gaia n’a pas été pensée comme un programme de découvertes, mais comme un relevé général pour l’astrophysique visant à collecter des données fondamentales sur la Voie lactée et ses composantes de façon continue, systématique, homogène et avec une précision jamais atteinte pour la majorité des sources détectées. Une mesure isolée n’est que de peu d’utilité hors d’un traitement global combinant de multiples observations du même objet à autant d’observations d’autres sources situées dans des directions bien différentes. La grande valeur de Gaia se trouve dans la multitude et non dans l’individuel et il faut savoir être patient pour en tirer tous les bénéfices scientifiques. Cependant, l’exploitation par le DPAC et la communauté astronomique a déjà conduit à des résultats remarquables. Les quelques exemples pris ci-dessous montrent l’impact de Gaia dans différents domaines de l’astronomie.

Le passé agité de la Voie lactée

Notre Galaxie, la Voie lactée, est le fruit d’une histoire compliquée dont il est difficile de connaître les détails. Gaia a permis de lever un coin du voile avec la découverte de la capture (accrétion), par la Voie lactée, il y a 8 à 11 milliards d’années, d’une galaxie naine. Cette dernière a dispersé des étoiles dans le halo entourant notre Galaxie et a profondément modifié le disque galactique. Ces étoiles se sont ensuite diluées dans la Voie lactée et aucune trace de cet événement n’est visible directement dans la distribution spatiale des étoiles. Mais, si l’on se place dans l’espace des vitesses, en ajoutant des informations sur la composition des étoiles (notamment leur contenu en métaux, c’est-à-dire en atomes plus lourds que l’hydrogène et l’hélium), alors on retrouve la trace de cette capture. Certaines étoiles de la galaxie naine sont même bien identifiées par leur orbite très éloignée d’une trajectoire quasi circulaire. On retrouve également plusieurs amas globulaires, des groupes assez compacts pouvant rassembler jusqu’à plusieurs millions d’étoiles, provenant de cette fusion de galaxies et que l’on reconnaît par leur composition chimique. Cette petite galaxie (grossièrement 1/10 de la Voie lactée) a été appelée Gaia-Encelade, avec un clin d’œil à la mythologie grecque, puisque le géant Encelade est le fils de Gaia – la Terre – et d’Ouranos – le Ciel.

Découverte de nouveaux amas d’étoiles

Les étoiles naissent par groupe à partir de nuages moléculaires géants qui s’effondrent sur eux-mêmes. Plusieurs centaines ou milliers d’étoiles sortent de cette « nurserie » à peu près en même temps, avec des masses diverses, mais avec des compositions chimiques très voisines. Au fil du temps, le nuage se disperse et, après quelques centaines de millions d’années, il est difficile d’identifier les membres d’un même groupe dans le ciel, l’amas initial étant devenu un amas ouvert avec les membres d’une même « fratrie » bien séparés les uns des autres et mélangés à d’autres étoiles sans lien avec ce groupe. Cependant, les membres d’un même groupe ont conservé les marques de leur origine commune par l’âge des étoiles, leur vecteur vitesse (la direction et le module de la vitesse) et leur abondance en métaux. Depuis plus de deux siècles, les astronomes se sont efforcés d’identifier ces amas et les étoiles qui les composent. Des méthodes fondées sur l’intelligence artificielle (AI) ont été appliquées pour explorer l’énorme base de données produite par Gaia afin de rechercher les objets semblant appartenir aux mêmes familles. Trouver quelques amas nouveaux était attendu, mais augmenter de 50 % l’effectif déjà catalogué a constitué une véritable surprise. Dès la première livraison de données (Gaia-DR1), un amas ouvert bien visible par la concentration d’étoiles a été détecté autour de Sirius, l’étoile la plus brillante de notre ciel, dont l’éclat avait empêché auparavant cette détection. Des observations au sol adaptées ont ensuite confirmé cette découverte de Gaia.

L’accélération du système solaire

Gaia mesure le mouvement et la distance des étoiles de notre Galaxie, mais il voit bien plus loin. Là-bas, bien à l’extérieur de la Voie lactée, Gaia mesure également la position des quasars – des galaxies compactes visibles comme des étoiles tant leur distance efface toute structure à nos yeux. Compte tenu de la masse des étoiles de la Galaxie, le mouvement du Soleil ne s’effectue pas en ligne droite, mais est courbé vers le centre de celle-ci. En première approximation, on peut [...]

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Le satellite Gaia

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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
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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 26 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/gaia-mission/