Communiqué de presse

Localiser Gaia afin de cartographier la Voie Lactée

Le VST de l’ESO aide à déterminer l’orbite du satellite afin de dresser la cartographie la plus précise à ce jour de plus d’un milliard d’étoiles

2 mai 2019

Sur cette image résultant de la superposition de clichés acquis par le Télescope de Sondage du VLT (VST) de l’ESO, figurent les positions successivement occupées par le satellite Gaïa de l’ESA sous l’aspect d’une mince traînée de pointillés sur la moitié inférieure d’un champ de vue étoilé. Ces observations ont été effectuées dans le cadre d’un effort collaboratif continu visant à déterminer l’orbite de Gaïa et à améliorer la précision de sa cartographie céleste.

Le satellite Gaia de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) scrute le ciel depuis l’orbite terrestre afin de créer la cartographie tridimensionnelle la plus étendue et la plus précise de notre galaxie. L’an passé, la mission Gaïa a publié son très attendu second jeu de données listant, avec une précision inégalée, les paramètres – positions, distances et mouvements propres – de plus d’un milliard d’étoiles de notre Voie Lactée. La publication de ce catalogue a conduit à de nombreuses études disruptives dans divers champs de l’astronomie relatifs à la structure, l’origine et l’évolution de la Voie Lactée, et induit plus de 1700 publications scientifiques depuis son lancement en 2013.

Atteindre la précision nécessaire à l’établissement des cartes du ciel de Gaïa requiert la détermination précise de la position du satellite depuis la Terre. Ainsi, tandis que Gaïa sonde le ciel, acquérant des données pour les besoins de son recensement stellaire, les astronomes surveillent régulièrement sa position au moyen d’un réseau mondial de télescopes optiques, parmi lesquels figure le VST à l’Observatoire Paranal de l’ESO [1]. Le VST constitue à l’heure actuelle le télescope de sondage le plus vaste. Il opère dans le domaine visible et enregistre la position de Gaïa chaque deux nuits de l’année.

“Les observations de Gaïa nécessitent l’adoption d’une procédure particulière” précise Monika Petr-Gotzens, qui coordonne l’exécution des observations de Gaïa pour l’ESO depuis 2013. “Le satellite est une cible mobile, dont le mouvement est rapide comparé à celui des étoiles constellant le ciel – suivre Gaïa représente donc un véritable défi !”

“Le VST est l’outil parfait de suivi du mouvement de Gaïa”, ajoute Ferdinando Patat, chef du bureau des Programmes d’Observation de l’ESO. “Utiliser l’une des installations phares de l’ESO dans le but de contribuer aux observations de pointe effectuées depuis l’espace constitue un bel exemple de collaboration scientifique.”

“Cette collaboration sol-espace est passionnante. Elle repose sur l’utilisation de l’un des télescopes de classe mondiale de l’ESO afin d’ancrer les observations révolutionnaires du milliard d’étoiles de Gaïa”, précise Timo Prusti, scientifique du projet Gaïa à l’ESA.

Les observations effectuées par le VST sont utilisées par les experts en dynamique de vol de l’ESA pour suivre Gaïa et affiner notre connaissance de l’orbite du satellite. Un étalonnage minutieux constitue le préalable à la transformation des observations, au sein desquelles Gaïa arbore l’aspect d’un simple point de lumière parmi les étoiles brillantes, en informations orbitales significatives. Les données issues de la seconde publication de Gaïa ont été utilisées pour identifier chacune des étoiles peuplant le champ de vision, et ont permis de déterminer la position du satellite avec une précision remarquable – voisine de 20 millisecondes d’arc.

“Il s’agit d’un processus complexe : nous utilisons les paramètres stellaires acquis par Gaïa pour étalonner la position du satellite Gaïa et améliorer ses mesures d’étoiles”, ajoute Timo Prusti.

“Après un traitement long et minutieux des données, nous sommes finalement parvenus à obtenir la précision nécessaire à l’implémentation des observations de Gaïa depuis le sol dans la détermination de son orbite”, conclut Martin Altmann, responsable de la campagne Ground Based Optical Tracking (GBOT) au Centre d’Astronomie de l’Université d’Heidelberg, Allemagne.

Les données acquises dans le cadre de la campagne GBOT seront utilisées pour améliorer notre connaissance de l’orbite de Gaïa, non seulement dans le cadre des observations à venir, mais également pour les besoins des données recueillies sur Terre au cours des années précédentes. La prise en compte de ces résultats d’observation conduira à l’amélioration des jeux de données qui figureront dans les publications futures.

Notes

[1] Cette collaboration entre l’ESO et l’ESA constitue un exemple des nombreux projets ayant bénéficié de l’expertise de l’une et l’autre organisations et contribué aux progrès de l’astronomie et de l’astrophysique. Le 20 août 2015, les Directeurs Généraux de l’ESA et de l’ESO ont signé un accord de coopération visant à faciliter la synergie au sein de tels projets.

Plus d'informations

Afin de favoriser les échanges entre les missions spatiales et les installations au sol dédiées à l’astrophysique, ainsi qu’entre leurs communautés respectives, l’ESA et l’ESO se sont associées dans l’organisation d’une série de rencontres internationales dans le domaine de l’astronomie. Le premier congrès ESA-ESO se tiendra en novembre 2019 à l’ESO. Un appel à propositions pour le second colloque qui sera organisé à l’ESA en 2020, est actuellement ouvert.

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 16 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l’Irlande, l'Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope géant (ELT pour Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

L’Agence Spatiale Européenne (ESA) est la porte d’entrée de l’Europe vers l’espace. Sa mission consiste à assurer le développement des capacités spatiales de l’Europe et à veiller à ce que les investissements dans le domaine spatial continuent d’être bénéfiques pour les citoyens de l’Europe et du reste du monde. L’ESA est une organisation internationale composée de 22 Etats Membres. Elle coordonne les ressources intellectuelles et financières de ses membres, grâce auxquelles elle lance des programmes et autres activités qui dépassent largement le cadre d’un seul pays européen. Le satellite Gaïa de l’ESA a été lancé en 2013 dans le but de constituer la cartographie 3D la plus précise de plus d’un milliard d’étoiles de la Voie Lactée. A ce jour, la mission a publié deux jeux de données : le Gaia Data Release 1 en 2016 et le Gaia Data Release 2 en 2018. D’autres publications s’ensuivront au cours des prochaines années.