Gaia : des découvertes majeures s’annoncent dont certaines remettront en cause nos connaissances

Si nous tous, intéressés par les sciences spatiales, attendons les premières images de l’observatoire spatial James-Webb -- qui seront rendues publiques le 12 juillet --, la communauté des astronomesastronomes se passionne et s'émerveille aujourd'hui pour la publication du troisième catalogue de données de la mission GaiaGaia. Contrairement à d'autres missions, qui ciblent des objets spécifiques, Gaia est une « simple » mission de relevés. Donc, n'espérez pas voir de jolies images de l'Univers.

Si les astronomes du monde entier attendent avec impatience ces données, c'est que les performances de Gaia sont inédites. En effet, ce satellite est capable d'observer tous les objets jusqu'à 400.000 fois plus faibles que les plus faibles des étoiles observables à l'œilœil nu. Résultat, ce catalogue, qui contient des détails nouveaux et améliorés pour près de deux milliards d'étoiles de notre galaxie, est la référence en astronomie. Il recense quelque 1,8 milliard d'objets célestes avec des précisions astrométriques et photométriques inédites et représente une avancée majeure par rapport au catalogue précédent (DR2) en ce qui concerne la précision, l'exactitude et l'homogénéité des données astrométriques et photométriques.

La Voie lactée en mouvement vue par Gaia (3D). Cette carte montre la vitesse à laquelle plus de 30 millions d’étoiles de la Voie lactée se rapprochent ou s’éloignent de nous. Les couleurs représentent les vitesses radiales des étoiles le long de la ligne de visée. Le bleu indique les parties du ciel où le mouvement moyen des étoiles se fait vers nous et le rouge montre les régions où le mouvement moyen s’éloigne de nous. Les lignes visibles sur la figure tracent le mouvement des étoiles projetées sur le ciel (mouvement propre). Ces lignes montrent comment la direction de la vitesse des étoiles varie selon la latitude et la longitude galactiques. © ESA/Gaia/DPAC, CC by-sa 3.0 IGO 

Un potentiel d'informations faramineux

Pour comprendre pourquoi de « simples » mesures excitent tant les astronomes et les astrophysiciensastrophysiciens, il faut savoir que, pour chaque étoile qu'il peut détecter dans la galaxie, Gaia est capable de mesurer sa position et son mouvement à chaque fois en trois dimensions, sa couleur ainsi que ses propriétés physiquesphysiques et même chimiques pour les plus brillantes. Ce n'est pas une description nouvelle, un peu améliorée, de la galaxie mais un enrichissement de la connaissance plus que significatif.

Les données de Gaia seront utiles à tous les domaines de l'astronomie et de l'astrophysiqueastrophysique. Il n'y a pas un seul astronome, qu'il soit historienhistorien, chimiste ou physicienphysicien, qui n'utilisera pas ses données, directement ou indirectement. On s'attend donc à de nouvelles découvertes, une progression significative de notre compréhension de l'Univers et, plus étonnant, à une remise en cause d'un certain nombre de connaissances.

Parmi les nouveautés de cet ensemble de données, on retrouve le plus grand catalogue à ce jour d'étoiles binairesbinaires, des milliers d'objets du Système solaireSystème solaire tels que des astéroïdesastéroïdes et des satellites de planètes ainsi que, au-delà de la Voie lactéeVoie lactée, des millions de galaxies et de quasarsquasars. 

Lancé en décembre 2013 pour cartographier en 3D plus d'un milliard d'objets de notre galaxie avec une précision inégalée, Gaia devrait fonctionner jusqu'en 2025. Cinq années ont été nécessaires pour livrer ce troisième catalogue d'observations étalées de 2014 à 2017. Il faudra donc attendre 2030 pour en obtenir la version finale du catalogue Gaia.

Des découvertes surprenantes

Plusieurs découvertes ont été présentées aujourd'hui. Ainsi, on apprend que certaines étoiles de notre galaxie sont constituées de matièrematière primordiale tandis que d'autres, comme notre SoleilSoleil, sont constituées de matière enrichie par des générations précédentes d'étoiles. Les étoiles les plus proches du centre et du plan de notre galaxie sont plus riches en métauxmétaux que les étoiles situées à de plus grandes distances.

Gaia a également identifié des étoiles provenant à l'origine de galaxies différentes de la nôtre, en fonction de leur composition chimique. Cette diversité est « extrêmement importante, car elle nous raconte l'histoire de la formation de notre galaxie. Elle révèle les processus de migration au sein de notre galaxie et d'accrétionaccrétion depuis les galaxies externes. Elle montre aussi clairement que notre Soleil et nous appartenons tous à un système en constante évolution, formé grâce à l'assemblage d'étoiles et de gazgaz d'origines différentes », déclare Alejandra Recio-Blanco de l'Observatoire de la Côte d'Azur en France, membre de la collaboration Gaia. 

Plus surprenant, Gaia a pu « détecter des tremblements stellaires qui se présentent sous la forme de minuscules mouvements à la surface d'une étoile, ce qui modifie la forme des étoiles », explique Conny Aerts de la KU Leuven en Belgique, membre de la collaboration Gaia. Enfin, un nouveau catalogue d'étoiles binaires présente les caractéristiques orbitalesorbitales de plus de 800.000 de ces systèmes binairessystèmes binaires, tandis qu'une nouvelle étude rassemblant 156.000 astéroïdes fouille plus profondément dans l'origine de notre Système solaire. Gaia révèle également des informations sur 10 millions d'étoiles variablesétoiles variables, de mystérieuses macromoléculesmacromolécules entre les étoiles ainsi que des quasars et des galaxies au-delà de notre propre voisinage cosmique.