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Une vue d'artiste de l'observatoire Gaia à son poste au point de Lagrange L2, à 1,5 million de km de la Terre. Pendant au moins cinq ans, cet instrument d'astrométrie spatiale observera minutieusement plus d'un milliard d'objets de la Voie lactée, représentée ici en arrière-plan. © Esa
Lancée le 19 décembre 2013 par une fuséefusée SoyouzSoyouz depuis la base de Kourou en Guyane, Gaia a débuté son voyage vers le point de Lagrange L2. Avec cet instrument dédié principalement à l'astrométrie, une grande variété de résultats sont attendus. Il permet par exemple de conduire de nouveaux tests des théories métriques de la gravitation, comme celle de la relativité générale, en étudiant la déviation des rayons lumineux par le champ de gravitation du Soleil et des planètes dans le Système solaire. Il est possible aussi de détecter des variations séculaires de la constante de la gravitation.
GaiaGaia est également conçu pour repérer des exoplanètes. On pense pouvoir réaliser un inventaire complet des corps de type JupiterJupiter en orbiteorbite autour des 200.000 étoilesétoiles les plus proches du Soleil, jusqu'à 150 à 200 parsecsparsecs et détecter plusieurs milliers de systèmes planétaires en mesurant les mouvementsmouvements de leurs étoiles hôtes. Il sera possible également de détecter des transits planétairestransits planétaires par photométrie.
Avec près d’un milliard de pixels, Gaia est équipée du plus grand appareil photo numérique qui ait jamais volé dans l’espace. Le satellite tourne lentement sur lui-même, une fois toutes les six heures, en balayant le ciel avec ses deux télescopes. Il mesurera les positions et les vitesses d’un milliard d’étoiles de la Voie lactée, distantes de 30.000 années-lumière environ. © Esa, YouTube
Archéologie galactique et matière noire
Ce qui fascine probablement le plus les astronomesastronomes et astrophysiciensastrophysiciens, c'est la possibilité de faire de l'archéologie galactique et de tenter de mieux cerner la nature de la matière noirematière noire, voire de réfuter son existence en nous orientant vers des modifications des lois de la gravitation dans le cadre de Mond.
En effet, Gaia doit mesurer les positions et les vitessesvitesses d'un milliard d'étoiles de la Voie lactée en effectuant un relevé complet du ciel jusqu'à la magnitudemagnitude 20. De la même façon qu'une mesure suffisamment précise des soubresauts de la surface de l'eau dans une piscine peut nous dire qui a sauté, où, quand et de quel bord, il sera possible de remonter dans le temps pour connaître une partie de l'histoire de notre GalaxieGalaxie. Comment s'est-elle formée en accrétant de la matière comme, par exemple des galaxies naines ou des courants de maréemarée d'étoiles arrachées lors de précédentes interactions avec de plus grandes galaxies. Telle est l'une des questions auxquelles on espère pouvoir répondre.
Une vidéo de présentation de Gaia et de sa mission scientifique. © euronews, YouTube
Avant de vraiment débuter sa moisson d'observations qui devrait durer jusqu'en 2019, les astronomes et les ingénieurs ont pris soin, bien sûr, de vérifier que tout allait bien. Or, ils ont constaté de légers désagréments. Malgré son pare-soleil de 10 m de diamètre chargé de maintenir une température régulière pour éviter toute déformation mécanique susceptible d'abaisser la précision des mesures, une lumièrelumière parasiteparasite plus forte que prévu a pénétré dans les instruments.
Le télescopetélescope lui-même se dilate et se contracte de quelques dizaines de nanomètresnanomètres de plus qu'attendu. Enfin, de petites quantités d'eau qui se trouvaient piégées dans la machine avant son lancement se sont sublimées dans le vide spatial avant de se condenser sur le miroirmiroir, là aussi en quantités plus importantes qu'on l'imaginait. La mission elle-même n'est pas compromise, mais il convient de modifier la chaîne de mesures prévue pour effectuer les corrections nécessaires et la prise de données a donc été repoussée, en conséquence, de quelques mois.
Un flux de micrométéorites au moins 50 fois plus élevé que prévu
Une surprise était tout de même au rendez-vous. Afin de réussir sa mission, Gaia a besoin d'être pointée très précisément dans une direction, ce qui implique de bien connaître sa rotation sur elle-même. Des impacts de micrométéorites pourraient faire dériver le pointage du télescope. Or, d'après l'expérience acquise avec d'autres instruments ayant déjà rejoint le point de Lagrange L2, comme PlanckPlanck et Herschel, on s'attendait à un flux de micrométéorites impactant Gaia de 1 à 10 par jour. Au lieu de cela, la sensibilité des instruments a permis de constater qu'il était de l'ordre de 500 par jour !
Selon l'astronome Floor van Leeuwen, de l'institut d'astronomie de Cambridge (Royaume-Uni) et membre de la collaboration responsable de Gaia, bien que l'origine de ces micrométéorites ne soit pas encore bien établie, elles pourraient provenir d'un anneau de poussières entourant la Terre, plus ou moins associé aux points de Lagrangepoints de Lagrange. Son collègue Nigel Hambly, de l'Université d'Édimbourg, pense même qu'il pourrait s'agir d'un vestige de la formation de la Terre et de la Lune. En tout état de cause, Gaia est maintenant prête à entamer sa campagne d'observations.
