Mouvements des étoiles, composition chimique, astéroïdes.... Voici en cinq nouvelles images à quoi ressemble notre Voie lactée

Ce lundi à 10 heures, la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne a publié son "nouveau trésor de données" concernant la galaxie où nous vivons.

Mouvements des étoiles, composition chimique, astéroïdes.... Voici en cinq nouvelles images à quoi ressemble notre Voie lactée
©esa

Aujourd’hui à 10 heures, la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne (ESA) a publié son "nouveau trésor de données" concernant la galaxie où nous vivons. Gaia est la mission qui vise à créer la carte multidimensionnelle la plus précise et la plus complète de la Voie lactée. Grâce à ce télescope spatial lancé en 2013, les astronomes ont la possibilité de reconstruire la structure de notre galaxie et son évolution passée pendant des milliards d’années, et de mieux comprendre le cycle de vie des étoiles ainsi que notre place dans l’Univers.

Concrètement, Gaia essaie entre autres d'en savoir un maximum sur plus de 2 milliards d’étoiles qui gravitent autour du centre de notre galaxie.

Le troisième catalogue de données Gaia contient des détails nouveaux et améliorés pour ces deux milliards d’étoiles de la Voie lactée. Parmi ces nouvelles informations : des compositions chimiques, des températures stellaires, des couleurs, des masses, des âges et la vitesse à laquelle les étoiles se rapprochent ou s’éloignent de nous (vitesse radiale).

On retrouve aussi le plus grand catalogue à ce jour d’étoiles binaires (un tiers des étoiles naissent et vivent en couple ou même en groupe plus important), des milliers d’objets du système solaire tels que des astéroïdes et des satellites de planètes, ainsi que, au-delà de la Voie lactée, des millions de galaxies par exemple ou encore les étranges quasars. Ces objets les plus lumineux de l'Univers hébergent en leur coeur des trous noirs supermassifs qui déchiquètent les étoiles qui passent à leur portée.

L’une des découvertes les plus surprenantes issues des nouvelles données est que Gaia est capable de détecter des tremblements stellaires – de minuscules mouvements à la surface d’une étoile – qui modifient la forme des étoiles, ce pour quoi l’observatoire Gaia n’a pas été conçu à l’origine. "Les tremblements stellaires nous apprennent beaucoup sur les étoiles, notamment leur fonctionnement interne. Gaia ouvre une mine d’or pour ‘l’astérosismologie’ des étoiles massives", déclare ainsi Conny Aerts, astrophysicienne de la KU Leuven en Belgique, membre de la collaboration Gaia, à l'instar de nombreux autres scientifiques des universités belges qui ont eux aussi traité et analysé les énormes quantités de données fournies par le satellite Gaia.

Mouvements des étoiles, composition chimique, astéroïdes.... Voici en cinq nouvelles images à quoi ressemble notre Voie lactée
©ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO.

La composition des étoiles peut nous renseigner sur leur lieu de naissance et leur voyage par la suite, donc sur l’histoire de la Voie lactée. Avec le catalogue de données d’aujourd’hui, Gaia nous apporte une carte chimique de la galaxie.

Cette vue de la totalité du ciel, ci-desssus, montre un échantillon des étoiles de la Voie lactée dans le 3e catalogue de données Gaia. La couleur indique la métallicité stellaire. Les étoiles plus rouges sont plus riches en métaux.

Avec Gaia, nous voyons que certaines étoiles de notre galaxie sont constituées de matière primordiale, tandis que d’autres comme notre Soleil 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 métaux que les étoiles situées à de plus grandes distances.

Certaines étoiles contiennent plus d’éléments « lourds » que d’autres. Lors du Big Bang, seuls des éléments légers se sont formés (hydrogène et hélium). Tous les autres éléments plus lourds – appelés métaux par les astronomes – sont construits à l’intérieur des étoiles. Lorsque les étoiles meurent, elles libèrent ces métaux dans le gaz et la poussière entre les étoiles, appelés le milieu interstellaire, à partir duquel de nouvelles étoiles se forment. La formation et la mort d’étoiles actives conduiront à un environnement plus riche en métaux. Par conséquent, la composition chimique d’une étoile est un peu comme son ADN, nous donnant des informations cruciales sur son origine.

Mouvements des étoiles, composition chimique, astéroïdes.... Voici en cinq nouvelles images à quoi ressemble notre Voie lactée
©ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO.

Le troisième catalogue de données Gaia de l’ESA nous montre la vitesse à laquelle plus de 30 millions d’objets de la Voie lactée (principalement des étoiles) se rapprochent ou s’éloignent de nous. C’est ce qu’on appelle la « vitesse radiale ». Nous pouvons maintenant voir avec cette image comment les objets se déplacent sur une grande partie du disque de la Voie lactée.

La rotation du disque, projetée le long de la ligne de visée, est visible par l’alternance de zones claires (s’éloignant de nous) et de zones sombres (se déplaçant vers nous). Plusieurs objets dont la vitesse radiale diffère de celle de leur environnement proche sont visibles par contraste.

Les grands et petits Nuages de Magellan, deux galaxies naines (LMC et SMC), apparaissent sous forme de zones lumineuses dans le coin inférieur droit de l’image. La galaxie naine du Sagittaire est visible sous la forme d’une faible bande quasi verticale sous le centre galactique.

Plusieurs amas globulaires (amas d'étoiles très denses) apparaissent sous forme de minuscules points sur l’image, tels que 47 Tucanae, le point sombre immédiatement à gauche du SMC.

Mouvements des étoiles, composition chimique, astéroïdes.... Voici en cinq nouvelles images à quoi ressemble notre Voie lactée
©ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO.

Cette carte du ciel montre le champ de vitesse pour environ 26 millions d’étoiles de la Voie lactée. 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. Les grands et petits Nuages de Magellan (LMC et SMC) ne sont pas visibles car seules des étoiles avec des distances bien définies ont été sélectionnées pour réaliser cette image.

Mouvements des étoiles, composition chimique, astéroïdes.... Voici en cinq nouvelles images à quoi ressemble notre Voie lactée
©ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO.

Non seulement elle cartographie les étoiles de notre galaxie, mais la mission Gaia nous dit aussi ce qui se trouve entre les étoiles. L’espace entre les étoiles n’est pas vide, mais plutôt rempli de nuages de poussière et de gaz, d’où naissent les étoiles.

Grâce aux mesures précises des positions des étoiles et de leur lumière dispersée, Gaia permet de cartographier l’absorption de la lumière stellaire par le milieu interstellaire. Ces cartes nous fournissent des indices essentiels sur les mécanismes physiques de la formation des étoiles, des galaxies et sur l’histoire de notre galaxie d’origine.

Cette carte ci-dessus montre la poussière interstellaire qui remplit la Voie lactée. Les régions sombres au centre du plan galactique en noir sont les régions avec beaucoup de poussière interstellaire passant au jaune à mesure que la quantité de poussière diminue. Les régions bleu foncé au-dessus et en dessous du plan galactique sont des régions comportant peu de poussière.

Mouvements des étoiles, composition chimique, astéroïdes.... Voici en cinq nouvelles images à quoi ressemble notre Voie lactée
©ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO.

Cette image montre les orbites de plus de 150 000 astéroïdes dans le nouveau catalogue Gaia, depuis les parties internes du système solaire jusqu’aux astéroïdes troyens à la distance de Jupiter, avec différents codes de couleur

Le cercle jaune au centre représente le Soleil. Le bleu décrit la partie intérieure du système solaire, où se trouvent les astéroïdes proches de la Terre, les croiseurs de Mars et les planètes terrestres. La ceinture principale, entre Mars et Jupiter, est verte. Les troyens de Jupiter sont rouges.

"Contrairement à d’autres missions, qui ciblent des objets spécifiques, Gaia est une mission de relevé. Cela signifie qu’en surveillant de nombreuses fois le ciel entier avec des milliards d’étoiles, Gaia est tenue de faire des découvertes que d’autres missions plus dédiées manqueraient. C’est l’une de ses forces, et nous avons hâte que la communauté astronomique plonge dans nos nouvelles données pour en savoir encore plus sur notre galaxie et ses environs que nous n’aurions pu l’imaginer", déclare Timo Prusti, scientifique du projet pour Gaia à l’ESA.