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Mieux connaître notre galaxie grâce au satellite Gaia !

publié le , mis à jour le

Magazine de l’UMII, N°7 de novembre 2013 - LES CHERCHEURS du Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM) participent à la mission Gaïa qui va recenser plus d’un milliard d’étoiles pour établir une carte de la Voie lactée et retracer les origines de notre galaxie.

C’est LA mission d’astronomie la plus importante du 21e siècle. Le satellite européen Gaïa lancé en orbite à l’automne 2013 va recenser un milliard d’étoiles pour dresser une carte en 3D de notre galaxie. Mission phare de l’Agence spatiale européenne, Gaïa promet un pas de géant dans la connaissance de l’origine et de l’évolution de notre Voie lactée. « La dernière mission de ce type remonte aux années 1990 avec le satellite Hipparcos qui avait recensé 100 000 étoiles », explique l’astronome Gérard Jasniewicz du LUPM. Aujourd’hui la cartographie passe à la vitesse supérieure avec ce nouveau satellite « chasseur d’étoiles » qui va en scruter 10 000 fois plus pour recenser au total un centième des étoiles qui composent notre galaxie.

Deux tonnes de technologie de pointe

Fruit d’une technologie de pointe et d’une dizaine d’années de travail, le satellite sera lancé fin novembre par une fusée Soyouz depuis la base spatiale de Kourou en Guyane. Destination le point de Lagrange L2, une zone particulièrement stable située à 1,5 millions de kilomètres de la Terre, soit 5 fois la distance de la Terre à la Lune. Après un voyage de plusieurs semaines, le satellite se positionnera sur cette orbite où il va rester pendant 5 ans et déployer ses outils
d’observation et de mesure pour dresser un portrait-robot de notre galaxie. Ce télescope spatial d’une précision diabolique permettrait de voir très nettement un cheveu situé à 700 kilomètres de distance.

Mais à quoi va servir cette mission d’envergure ? « Elle a trois composantes principales : l’astrométrie, la photométrie et la spectrométrie », détaille Gérard Jasniewicz. C’est-à-dire ? La mission astrométrie mesurera la position et la distance des étoiles. La mission photométrie permettra quant à elle de mesurer avec précision la lumière émise par les étoiles. Enfin pour les étoiles les plus brillantes, 200 à 300 millions d’entre elles, le satellite va obtenir leur spectre lumineux pour déterminer leur composition chimique, c’est la mission spectrométrie.

Reconstituer l’histoire de la galaxie

Et Gaïa ne va pas se contenter d’observer les étoiles : le satellite va aussi partir en quête des exoplanètes qui sont hors de notre système solaire, chasser les astéroïdes, traquer les quasars et détecter les supernovas. Durant 5 années, Gaïa va donc enregistrer la position, la luminosité et la nature de chaque objet céleste qui entrera dans son champ de vision. « Ces données permettront aux astronomes de calculer la distance, la vitesse et la direction du mouvement de chacun des objets célestes, de déterminer les variations dans leur luminosité et de savoir si ces objets ont des compagnons proches », s’enthousiasme Gérard Jasniewicz.

Objectif : permettre aux astronomes de construire la carte en trois dimensions la plus précise à ce jour des objets célestes composant notre Voie lactée. Et reconstituer son histoire pas à pas. En cartographiant les mouvements des objets célestes, les scientifiques pourront en effet remonter le temps et retracer l’histoire de la Voie lactée jusqu’à ses origines.

Tester la théorie de la relativité générale

La précision inégalée de Gaïa permettra également de tester la théorie de la relativité générale d’Einstein en mesurant des effets gravitationnels qui paraissent habituellement négligeables. « En effet, quand la lumière passe à côté du soleil ou d’une planète dans notre système solaire, elle est légèrement déviée par le champ gravitationnel de cet objet », explique Gérard Jasniewicz. Le satellite va détecter cette déviation et donner lieu aux mesures les plus précises pour valider cette théorie.

Un rôle clé pour le LUPM

Et si Gaïa s’avère une mission réussie, c’est en partie grâce à la collaboration des chercheurs de l’Université Montpel- lier 2. En particulier Gérard Jasniewicz et Claude Zurbach du LUPM participent très activement à ce projet depuis des nombreuses années. Et ils interviennent sur une pièce maîtresse : le « point zéro ». « C’est la calibration du spectromètre », explique Gérard Jasniewicz.. « Cet étalonnage est indispensable pour obtenir des mesures fiables et exploitables ». Une sa- crée responsabilité pour les montpelliérains car la réussite de la mission spectrométrie repose sur cet étalonnage qui permettra d’avoir des mesures justes et homogènes. Les chercheurs du LUPM et une dizaine d’étudiants ayant travaillé sur ce projet ont également créé une base de données d’étoiles standard qui servira de
référence.

Les premiers résultats de la mission Gaïa sont attendus dans 2 à 4 ans. « Mais il faut compter une bonne dizaine d’années pour réaliser le traitement des données et obtenir les résultats définitifs », précise Gérard Jasniewicz. Des résultats attendus avec impatience par toute la communauté des astronomes et astrophysiciens.

Consultez la page Gaia du site du LUPM