La carte la plus détaillée de la Voie lactée montre qu’elle est encore plus grande que nous ne le pensions

L’Agence spatiale européenne (ESA) vient de publier la carte la plus précise et la plus détaillée de la Voie lactée jamais réalisée, qui indique la position dans l’espace de plus de 1,1 milliard d’étoiles de notre galaxie.

La carte 3D représente la première publication des données enregistrées par l’observatoire spatial Gaia de l’ESA, qui a été lancé en 2013 et a commencé à scanner le ciel en juillet 2014. Au cours de ses 14 premiers mois de fonctionnement, il a déterminé la position précise de quelque 1 142 millions d’étoiles.

D’accord, ce chiffre est totalement inconcevable, mais pour vous donner une idée des progrès accomplis, cette nouvelle carte astrométrique contient près de 20 fois plus d’étoiles que le précédent catalogue céleste définitif, établi par le satellite Hipparcos de l’ESA, qui a fonctionné entre 1989 et 1993.

Parmi les 1,142 milliard d’étoiles que nous pouvons maintenant positionner dans l’espace, quelque 400 millions d’entre elles étaient auparavant inconnues des scientifiques, ce qui signifie que la Voie lactée est un endroit encore plus grand que nous le pensions.

ESA/Gaia/DPAC

En d’autres termes, la compréhension que l’humanité a de son propre voisinage cosmique vient de faire un énorme bond en avant. Si vous vous perdez dans la Voie lactée, voici la carte que vous devez utiliser à partir de maintenant.

“La magnifique carte que nous publions aujourd’hui montre la densité d’étoiles mesurée par Gaia dans l’ensemble du ciel, et confirme que le satellite a recueilli de superbes données au cours de sa première année d’exploitation”, explique Timo Prusti, scientifique du projet Gaia.

“Bien que les données actuelles soient préliminaires, nous voulions les mettre à la disposition de la communauté astronomique dès que possible.”

Superviser le flux de données brutes de Gaia sur plus d’un milliard d’étoiles – et s’assurer que les positions et les luminosités stellaires enregistrées étaient exactes – a nécessité les efforts de quelque 450 scientifiques et ingénieurs logiciels européens.

Et tous ces efforts ne nous renseignent pas seulement sur la position dans l’espace de ces 1,142 milliard d’étoiles. En comparant les observations de Gaia avec les données de deux cartes stellaires précédentes – les catalogues Hipparcos et Tycho-2 – les scientifiques ont pu estimer les distances et les mouvements d’environ 2 millions d’étoiles, ce qui nous donne une vue sans précédent du mouvement physique des étoiles dans la galaxie.

La plus grande portée des télescopes de Gaia signifie également que nous pouvons voir plus loin dans l’espace que jamais auparavant.

La sonde, située à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre, est équipée d’une caméra d’un milliard de pixels et est capable de mesurer le diamètre d’un cheveu humain à 1 000 kilomètres de distance.

Ce regard intense porte ses fruits et nous permet désormais de repérer des amas stellaires jusqu’alors invisibles.

“Avec Hipparcos, nous pouvions uniquement analyser la structure et la dynamique 3D des étoiles des Hyades, l’amas ouvert le plus proche du Soleil, et mesurer les distances d’environ 80 amas jusqu’à 1 600 années-lumière de nous”, explique Antonella Vallenari de l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) en Italie.

“Mais avec les premières données de Gaia, il est désormais possible de mesurer les distances et les mouvements des étoiles dans environ 400 amas jusqu’à 4 800 années-lumière.”

Le plus excitant dans tout cela, c’est peut-être que Gaia ne fait que commencer. Ces rayures qui ressemblent à des empreintes cosmiques sur la carte ci-dessus sont des artefacts des premiers balayages de la sonde et s’estomperont avec le temps, au fur et à mesure des observations supplémentaires.

La mission globale de Gaia durera cinq ans et devait initialement permettre d’étudier un milliard d’étoiles. Les scientifiques de l’ESA ont déjà dépassé ce chiffre, évidemment, mais même si le relevé de 1,142 milliard d’étoiles est un exploit, nous ne faisons qu’effleurer la surface, car ce chiffre ne représente qu’environ 1 % des 100 milliards d’étoiles de la Voie lactée , selon une estimation prudente.

Bien qu’il n’y ait aucune chance que Gaia soit en mesure d’étudier toutes ces étoiles dans le cadre de sa mission de cinq ans, les scientifiques révisent maintenant leurs attentes quant au nombre d’étoiles qu’ils trouveront, puisqu’ils ont déjà éclipsé leur objectif initial.

“Il semble bien que nous ayons sous-estimé le nombre d’étoiles”, a déclaré à la presse cette semaine l’ un des chercheurs, Floor van Leeuwen, de l’université de Cambridge au Royaume-Uni. “Nous pensons que nous verrons 2 à 2,5 milliards d’étoiles”

C’est un nouvel objectif de taille, mais étant donné tout ce que l’ESA a déjà accompli avec cette sonde, qui sommes-nous pour en douter ? Une chose est sûre : notre compréhension de la galaxie dont nous faisons partie augmente à un rythme rapide, et pour les amateurs de science et d’espace, c’est une période passionnante.

“Gaia est à l’avant-garde de l’astrométrie, cartographiant le ciel avec une précision jamais atteinte auparavant”, déclare Alvaro Giménez, directeur scientifique de l’ESA.

“La publication d’aujourd’hui nous donne une première impression des données extraordinaires qui nous attendent et qui vont révolutionner notre compréhension de la façon dont les étoiles sont distribuées et se déplacent dans notre galaxie.”

Quinze études basées sur la recherche Gaia seront publiées dans un prochain numéro spécial d’Astronomy & Astrophysics.