Les astronomes de l’Université de Liège actifs dans Gaia

L’Agence spatiale européenne (ESA) a publié le 13 juin le nouveau catalogue Gaia, qui est à ce jour le plus grand, le plus détaillé et le plus précis de la Voie lactée. Cette troisième diffusion des données du satellite Gaia contient une énorme quantité d’informations sur les étoiles et les corps célestes qui forment notre Galaxie.

Avec plus de 1,8 milliard d'objets observés, la sortie du catalogue Gaia est l'un des événements les plus attendus par la communauté astronomique et une promesse de retombées scientifiques importantes.   

Au sein d’un consortium européen, des astronomes belges, dont ceux de l’ULiège, participent à la construction et à la publication de ce catalogue qui permet de découvrir de nouveaux astéroïdes, d’identifier de nouvelles étoiles doubles et d’observer de nouveaux « tremblements d’étoile ». Cette nouvelle version du catalogue Gaia jette ainsi un regard nouveau, plus détaillé, sur notre Voie Lactée.

Le satellite Gaia cartographie le ciel depuis 2014. Sa carte du ciel inclut des étoiles un million de fois moins lumineuses que celles que nous percevons à l’œil nu. Gaia mesure non seulement la distance qui nous sépare de plus de deux milliards d’étoiles avec une précision inédite, mais détermine également leur vitesse d’éloignement et leur direction alors qu’elles gravitent autour du centre de notre galaxie.

La publication du troisième catalogue Gaia ajoute une dimension totalement nouvelle par rapport aux deux premières versions. En utilisant l’information que contiennent les données spectroscopiques collectées par le satellite, les astronomes ont déterminé la température, la composition chimique, la masse et l’âge des étoiles. Ils ont également mesuré la vitesse à laquelle ces étoiles s’éloignent ou s’approchent de nous. La variation temporelle de certains détails des spectres stellaires, produite par des « tremblements d’étoile » ou par le mouvement des étoiles au sein d’un système binaire, est une nouveauté importante de cette nouvelle version du catalogue Gaia.

Mais Gaia ne se contente pas d’étudier les étoiles, il observe également des corps célestes plus lointains hors de la Voie Lactée tels que d’autres galaxies et des quasars, ou beaucoup plus proches de nous tels que les astéroïdes du système solaire.

Au sein du consortium européen chargé du traitement et de l’analyse de la quantité énorme de données collectées par le satellite Gaia, l’expertise des chercheurs belges joue un rôle important et leur apport est significatif. Parmi eux, figurent des astronomes de l’Université d’Anvers (UAntwerpen), de l’Université libre de Bruxelles (ULB), de l’Université de Leuven (KU Leuven), de l’Université de Liège (ULiège) et de l’Observatoire royal de Belgique (ORB), avec l’aide et le financement apportés par la Politique scientifique fédérale belge (BELSPO) via le programme Prodex de l’ESA.

Ludovic Delchambre, astrophysicien, chercheur à l’institut Star (Space sciences, Technologies and Astrophysics Research) précise le rôle de l’ULiège dans l’analyse des données fournies par Gaia : « Les chercheurs de l’institut Star de l’ULiège ont une expertise bien établie dans la caractérisation des orbites d’étoiles binaires sur la base de leurs vitesses radiales. À partir de l’effet Doppler induit par le mouvement de va-et-vient d’étoiles orbitant l’une autour de l’autre, Gaia peut mesurer la vitesse apparente de l’une ou des deux composantes du système. Les mesures répétées de ces vitesses radiales au cours du temps sont ensuite utilisées afin de prédire le rapport de leurs masses en plus de la période, de l’inclinaison et de l’excentricité de leurs orbites. Environ 200 000 étoiles binaires ont ainsi été détectées et caractérisées par les chercheurs de l’ULiège. »

« Ces mêmes chercheurs sont également impliqués dans la détermination des redshifts et des distances de sources extragalactiques extrêmement brillantes que sont les quasars. Du fait de l’expansion de l’univers, la longueur d’onde de la lumière émise par de tels objets subit un étirement lors de son voyage à travers le cosmos. Cet effet, appelé ‘décalage vers le rouge’ (redshift), fait paraître le quasar plus rouge que lorsque sa lumière a été initialement émise, il y a de cela plusieurs milliards d’années. Plus de 6 millions de candidats quasars ont leurs redshifts publiés dans le troisième catalogue Gaia et fournissent une mesure indirecte de leur distance. »