Le 19 décembre 2013, une fusée russe «Soyouz-ST-B» a décollé de Kourou, en Guyane française, avec à son bord un autre observatoire spatial «Gaia» (Gaia — Global Astrometric Interferometer for Astrophysicists), appartenant à l’Agence spatiale européenne ESA.
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«Chasseur d’étoiles
Quarante-deux minutes après le lancement, le télescope s’est séparé avec succès de l’étage supérieur et a mis le cap sur le deuxième point de Lagrange (L2), qui sera son lieu de travail pendant plusieurs années.
Animation de l’ouverture du télescope
Situé à L2, l’observatoire pourra observer un milliard d’étoiles, des exoplanètes et de la matière noire, ainsi que créer la carte la plus détaillée de notre galaxie, la Voie lactée, et notamment du voisinage immédiat du Soleil. D’un point de vue technique, il s’agit du télescope le plus avancé doté d’un CCD de taille colossale, ce qui lui a valu le titre de «plus grand appareil photo numérique du monde».
Infographie de RiaNovosti
Sa valeur est d’environ 740 millions d’euros. En raison de transpondeurs (dispositifs qui transmettent et reçoivent le signal) présumés défectueux, le lancement a même été retardé et n’a eu lieu qu’après leur remplacement.
Tâches stellaires
L’objectif direct du télescope est de collecter des données sur les étoiles de la Voie lactée. En collectant et en analysant les données d’un milliard d’étoiles (près de 1 % de la population stellaire de la Voie lactée), il sera possible de créer la carte stellaire la plus précise de la galaxie.
CCD
Image de la nébuleuse Œil de Chat pendant la phase d’étalonnage du télescope Gaia.
Deux télescopes sont à bord de l’observatoire Gaia. La lumière recueillie par ces télescopes tombe sur une matrice CCD à haute sensibilité de 106 éléments d’une taille combinée de 50×100 cm, et une résolution record d’un milliard de pixels peut être atteinte. En plus de cet instrument principal, l’observatoire est également équipé d’un spectromètre et d’un photomètre.
Principe de fonctionnement
Pour construire une carte tridimensionnelle de la galaxie, le télescope devra déterminer les coordonnées spatiales des étoiles en utilisant la méthode de la parallaxe astronomique. L’angle de vision des deux télescopes de l’observatoire est assez faible. La station tournera autour de son axe pour «arpenter» l’ensemble de la sphère céleste. Au cours de la rotation, la lumière de chaque étoile passera séquentiellement à travers la matrice CCD, qui est divisée en secteurs fonctionnels. En passant par les deux premières colonnes de la matrice (il y a une colonne pour chaque télescope), l’ordinateur sélectionne les étoiles à observer.
À gauche, une image de NGC 2516 obtenue par le télescope Gaia, comparée à l’image du Digital Sky Survey prise depuis la Terre (à droite).
La lumière atteint ensuite la partie astronomique (principale) du réseau. Elle est configurée pour avoir le temps de traiter l’image reçue. C’est ainsi que les données de la technique de parallaxe astronomique seront obtenues. La partie principale de la matrice est utilisée par les deux télescopes.
La lumière entre ensuite dans les colonnes de matrices suivantes, qui sont connectées au photomètre. C’est là que sont recueillies les informations sur le spectre, qui nous renseignent sur la composition chimique et la température de l’étoile.
Analyse spectrométrique
Image de calibration de M94 prise par la sonde Gaia début 2014. L’écart est dû au fait que l’image a été prise avec deux CCD différents.
Le tout dernier secteur de la matrice est réservé à l’analyse spectrométrique. Les données du spectromètre, en tenant compte de l’effet Doppler, permettront de calculer la vitesse radiale de l’étoile (vitesse à laquelle elle s’approche ou s’éloigne de l’observateur). La totalité des informations collectées chaque jour — environ 50 gigaoctets par jour — est transmise à la Terre. Pour la période de travail calculée, «Gaia» devrait accumuler plus d’un pétaoctet d’informations en 6 ans.
Sensibilité du télescope
Télescope Gaia, image Very Large Telescope Survey
Toutefois, l’essentiel n’est pas tant la quantité que la qualité des informations obtenues. Le niveau de la technologie installée permettra d’obtenir des mesures d’une précision sans précédent. «Gaia sera capable de voir deux étoiles à une distance angulaire de 25 microsecondes (ce qui équivaut à voir sur la surface de la Lune une pièce de 25 cents ou une mèche de cheveux à une distance de 1000 km). Sur Terre, une précision encore plus grande de 10 microsecondes d’arc a été obtenue en utilisant le principe de l’interférométrie radio sur une base ultra-longue (avec l’utilisation synchrone de télescopes en différents points de la planète). Mais il ne s’agissait que d’observations d’objets individuels, alors que Gaia mesurera les parallaxes de centaines de millions d’étoiles.
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Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023