Les nouvelles données du télescope Gaia révèlent une « mine d’or » de plus de 500 000 étoiles non découvertes et plus encore
La mission Gaia a révélé une « mine d’or » de nouvelles informations sur les objets cosmiques alors qu’elle continue de créer le catalogue stellaire le plus complet jamais compilé.
La nouvelle version, connue sous le nom de version de produit ciblée (FPR) de Gaia, contient plus d’un demi-million de nouvelles étoiles faibles, plus de 380 nouveaux quasars à lentille gravitationnelle et les positions de plus de 150 000 astéroïdes du système solaire.
Contenant des données sur 1,8 milliard d’étoiles, la carte complète de la Voie lactée et de son arrière-cour cosmique créée par Gaia permettra aux scientifiques de continuer à approfondir notre histoire cosmique. La nouvelle version comble certaines lacunes importantes de cette carte au fur et à mesure qu’elle se forme.
Selon les opérateurs de Gaia, l’Agence spatiale européenne (ESA), les nouvelles données fournissent des résultats scientifiques passionnants et inattendus qui vont bien au-delà de ce pour quoi le télescope spatial a été initialement conçu.
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La nouvelle mine de recherches s’appuie sur la troisième publication de données (DR3) de Gaia publiée en juin 2022. Bien que complète, DR3 contenait des lacunes dans le ciel non encore cartographiées par le télescope spatial et négligeait certaines étoiles faibles qui ne brillaient pas aussi brillantes que leurs compagnons stellaires environnants.
Des exemples particuliers en sont les amas globulaires, qui comptent parmi les objets les plus anciens de l’univers avec des noyaux densément regroupés d’étoiles brillantes qui peuvent submerger les télescopes qui tentent de les étudier.
Plus que remplir des régions inexplorées sur la carte cosmique de Gaia
Une partie de la nouvelle version du télescope spatial Star Surveyor s’est concentrée sur l’amas d’étoiles globulaires le plus massif de la Voie lactée, Omega Centauri, qui contient environ 10 millions d’étoiles, ce qui fait de son noyau la région de l’espace la plus peuplée que le télescope ait étudiée jusqu’à présent.
Pour combler ces lacunes, les astronomes de l’ESA ont concentré Gaia sur Omega Centauri, qui, à environ 15 800 années-lumière, est relativement proche de la Terre et peut être utilisé comme proxy pour l’étude d’autres amas de ce type.
« Dans Omega Centauri, nous avons découvert plus d’un demi-million de nouvelles étoiles que Gaia n’avait jamais vues auparavant, provenant d’un seul amas ! » » a déclaré Katja Weingrill, auteur principal de la recherche et membre de la collaboration Gaia, dans un communiqué.
Au lieu de se concentrer sur des étoiles uniques au sein de l’amas, ce dans quoi Gaia est spécialisé, le télescope spatial a observé Omega Centauri avec un mode spécial qui permet à Gaia d’observer une zone de ciel plus large autour du noyau de l’amas globulaire à chaque fois qu’il est visible. Ainsi, les nouvelles observations ont également permis de tester ce mode spécial et les instruments de Gaia.
« Nous ne nous attendions pas à l’utiliser à des fins scientifiques, ce qui rend ce résultat encore plus excitant », a ajouté Weingrill.
Bien que les nouvelles données aient aidé à combler certaines régions inexplorées de la carte 3D de la Voie lactée de Gaia, elles intéressent les scientifiques en elles-mêmes, car elles aident à mieux modéliser l’amas globulaire Omega Centauri.
« Nos données nous ont permis de détecter des étoiles trop proches les unes des autres pour être correctement mesurées dans le pipeline régulier de Gaia », a ajouté Alexey Mints, co-auteur de la recherche et membre de la Gaia Collaboration. « Grâce aux nouvelles données, nous pouvons étudier la structure de l’amas, la façon dont les étoiles qui le composent sont distribuées, comment elles se déplacent, et bien plus encore, en créant une carte complète à grande échelle d’Omega Centauri. Cela utilise Gaia à son plein potentiel – nous » J’ai déployé cet incroyable outil cosmique à puissance maximale.
À cet égard, la nouvelle publication de données du FPR n’est qu’un avant-goût de ce qui va arriver dans Gaia Data Release 4 (DR4), le télescope spatial explorant actuellement huit autres régions de la Voie Lactée de la même manière qu’il le fait. a enquêté sur Omega Centauri. En conséquence, en étudiant des éléments constitutifs cosmiques comme Omega Centauri, DR4 pourrait aider à révéler des détails sur notre galaxie, tels que son âge réel, l’emplacement précis de son centre et si elle est entrée en collision avec d’autres galaxies au cours de son histoire.
Gaia en chasseuse de lentilles gravitationnelles
Même s’il n’a pas été conçu pour étudier l’univers à une plus grande échelle, les publications FPR de Gaia montrent qu’il pourrait révéler des éléments essentiels à la compréhension du cosmos dans son ensemble, comme son évolution et son âge précis.
Gaia pourrait notamment avoir un impact sur la cosmologie en trouvant ce que les astronomes appellent des lentilles gravitationnelles, des objets de grande densité comme des amas d’étoiles qui peuvent être utilisés pour amplifier la lumière provenant de sources lointaines comme les anciennes galaxies.
Cela fonctionne grâce à un effet prédit par la théorie de la relativité générale d’Einstein, qui suggère que les objets de masse « déforment » le tissu même de l’espace-temps ; plus la masse est grande, plus la déformation est extrême. Lorsqu’un objet déformé se trouve entre la Terre et une source distante, la lumière provenant de cette source lointaine traverse l’objet intermédiaire et est « courbée » vers nous. L’ampleur de la déviation dépend de la distance entre le trajet de la lumière et la source de masse. En conséquence, la lumière provenant de la même source arrive sur Terre à des moments différents et un seul objet peut apparaître à plusieurs points de la même image.
Cet effet peut amplifier cette source lointaine, permettant de voir des objets qui seraient généralement trop éloignés et trop faibles. Le télescope spatial James Webb utilise actuellement ce phénomène à bon escient pour observer certaines des plus anciennes galaxies de l’univers. Gaia peut y contribuer en trouvant davantage d’objets à lentille gravitationnelle, en particulier les quasars, les cœurs actifs des galaxies alimentés par l’alimentation des trous noirs. Repérer les quasars à lentilles n’est pas facile car les images répétées provoquées par la lentille gravitationnelle peuvent souvent se regrouper, faisant apparaître un seul objet étalé dans les images et conduisant à une identification erronée.
« Gaia est un véritable chercheur de lentilles. Grâce à Gaia, nous avons découvert que certains des objets que nous voyons ne sont pas de simples étoiles, même s’ils leur ressemblent », a déclaré Christine Ducourant, co-auteur de la recherche et membre de la collaboration Gaia. « Ce sont en fait des quasars à lentilles très lointaines – des noyaux galactiques extrêmement brillants et énergétiques alimentés par des trous noirs.
« Nous présentons désormais 381 candidats solides pour les quasars à lentilles, dont 50 que nous jugeons très probables : une mine d’or pour les cosmologistes et le plus grand ensemble de candidats jamais publiés en même temps. »
Ces candidats ont été sélectionnés parmi une liste de quasars candidats possibles, dont certains étaient inclus dans DR3, cinq des objets lentilles semblant être des formations rares appelées « croix d’Einstein ». Celles-ci se produisent lorsque la lumière d’un seul objet apparaît à plusieurs endroits dans la même image sous la forme d’une croix. En 2021, Gaia a repéré 12 de ces croisements d’Einstein.
« Ce qui est génial avec Gaia, c’est qu’il regarde partout, nous pouvons donc trouver des lentilles sans avoir besoin de savoir où chercher », a déclaré Laurent Galluccio, co-auteur de la recherche et membre de la collaboration Gaia. « Avec cette publication de données, Gaia est la première mission à réaliser une étude de tout le ciel des lentilles gravitationnelles à haute résolution. »
Cela démontre comment Gaia pourrait faire équipe avec le détective de matière noire et d’énergie noire de l’ESA, Euclid, lancé en juillet 2023, pour aider à enquêter sur ces aspects mystérieux de l’univers qui représentent environ 95 % de son contenu. Les nouvelles versions de Gaia montrent également que le télescope spatial a également une utilité beaucoup plus proche de chez nous.
Suivi des astéroïdes, des géantes rouges et bien plus encore avec Gaia
Une partie des nouvelles versions de Gaia montre les détails de 156 823 des astéroïdes autour de la Terre qui ont été identifiés dans DR3, localisant mieux leur emplacement et limitant leurs orbites avec 20 fois plus de précision que les observations précédentes.
Le télescope spatial de l’ESA y est parvenu en observant les roches spatiales pendant presque deux fois plus longtemps qu’auparavant. L’ESA prédit que le prochain vidage de données de Gaia, DR4, doublera le nombre d’astéroïdes observés par le télescope spatial et augmentera le nombre de corps du système solaire observés par Gaia en incluant des comètes et même des satellites autour de la Terre.
Les nouvelles versions de Gaia incluent également des observations de la dynamique de plus de 10 000 étoiles géantes rouges binaires, ce qui en fait la plus grande collection d’objets stellaires de ce type jamais rassemblée, ainsi que des signaux provenant de gaz et de poussières qui dérivent entre les étoiles du disque de la Voie lactée.
« Bien que son objectif principal soit d’étudier les étoiles, Gaia explore tout, depuis les corps rocheux du système solaire jusqu’aux multiples quasars photographiés se trouvant à des milliards d’années-lumière, bien au-delà des limites de la Voie lactée », a déclaré Timo, scientifique du projet Gaia de l’ESA. dit Prusti. « La mission fournit un aperçu vraiment unique de l’Univers et des objets qu’il contient, et nous tirons vraiment le meilleur parti de sa large perspective sur le ciel qui nous entoure. »
Le FPR de Gaia prend la forme de cinq articles publiés le mardi 10 octobre :