Ceci n’est pas une photo de la Voie lactée

Image de synthèse de la Voie lactée issue des données du satellite Gaia. © ESA/Gaia/DPAC
Les équipes de Gaia ont publié de nombreuses images pour illustrer les avancées permises par la deuxième moisson de données du satellite européen. Parmi celles-ci, un somptueux panorama de qui synthétise la récolte du cartographe céleste. Nous nous sommes procuré une version de cette image de 8 milliards de pixels afin de plonger en vidéo dans ses plus fins détails !

Malgré les apparences, cette vue de la Voie lactée n’est pas une photographie, mais une carte. C’est la visualisation des 1,7 milliard d’étoiles mesurées par le satellite européen Gaia dans la deuxième mouture de son catalogue baptisée DR2 (Data Release 2), rendu public le 25 avril 2018. L’image est donc totalement synthétique.

Pour vous en convaincre, vous pouvez allez télécharger une version haute résolution sur le site de l’Agence spatiale européenne (ESA) : la plus haute définition disponible est de 46 millions de pixels !

Une carte où chaque étoile est un point

En regardant ce fichier à 100%, la différence avec une photo saute aux yeux : chaque étoile est un point, quelle que soit son éclat. Du coup, il est impossible de reconnaître le dessin des constellations. Les étoiles les plus brillantes sont noyées parmi les autres. À chaque point sont assignées une luminosité et une couleur, alors que sur n’importe quelle photo, la lumière des étoiles les plus brillantes s’étale sur plusieurs pixels pour des raisons optiques. Quelques sources apparaissent tout de même plus larges que des points ; il s’agit simplement d’amas stellaires, et non pas d’étoiles plus lumineuses.

Un autre détail et non des moindres distingue cette image de synthèse d’une photo. Vous pouvez chercher les nébuleuses… vous ne les trouverez pas. De même pour les nuages de poussière : seul leur contour est visible, car ces zones sont moins denses en étoiles. Alors que sur une bonne photo, des nuances de gris et de brun dévoilent la poussière faiblement éclairée par la lumière de la Voie lactée.

Deux galaxies sont faiblement visibles en bas à gauche : les galaxies spirales du Triangle M33 et d’Andromède M31. Mais elles apparaissent extrêmement ténues, car il n’y a pas moins de mesures sur ces cibles.

À gauche, la galaxie M31 telle qu’elle apparaît dans la carte à 8 milliards de pixels.
À droite, une version avec la luminosité augmentée. © ESA/Gaia/DPAC

Seules leurs étoiles les plus brillantes sont visibles, mais restent très faibles. Le télescope permet en revanche d’évaluer les densités d’étoiles, et ça donne lieu à des vues inhabituelles de ces deux galaxies.

À gauche : la carte de densité d’étoiles de M31. À droite : celle de M33. © ESA/Gaia/DPAC

Le ciel de Gaia en 8 milliards de pixels

Nous nous sommes procuré une carte de Gaia en version lourde : 8 milliards de pixels ! Un tirage à cette résolution ferait 5 mètres de large ! Difficile de visualiser ce fichier à sa juste valeur sur un écran d’ordinateur. Nous avons donc fait un montage vidéo avec des zooms successifs. Sur le Grand Nuage de Magellan, puis le Petit Nuage de Magellan, la galaxie d’Andromède, celle du Triangle et enfin le cœur de la Voie lactée.

Trois façons de voir le ciel selon Gaia

Ces données sont bien plus qu’une photo, disions-nous. En effet, chacun des points de la carte de Gaia contient une mesure. Plus les étoiles sont brillantes, et plus les mesures sont variées et nombreuses. La position et la luminosité de 1,7 milliard d’étoiles a été déterminée. La couleur, la distance et la vitesse de 1,3 milliard d’entre elles a également pu être déterminée.

Cette infographie résume la somme de données contenues dans le catalogue DR2 de Gaia. © ESA

Ces données permettent de produire d’autres cartes. On peut par exemple visualiser la vitesse des étoiles par rapport à la Terre, comme le montre l’image ci-dessous réalisée à partir d’un peu plus de 7 millions de mesures de vitesses radiales. En bleu, elles s’approchent de nous ; en rouge, les étoiles s’éloignent. Ces données sont particulièrement utiles pour l’étude des interactions gravitationnelles au sein de la Voie lactée elle-même, mais aussi vis-à-vis des sources de perturbation externes comme celles de la galaxie naine du Sagittaire.

Carte de vitesse des étoiles de la Voie lactée. En bleu, elles s'approchent de la Terre ; en rouge, elles s’en éloignent. © ESA/Gaia/DPAC

Les mesures de Gaia révèlent également la présence des nuages de poussière de manière indirecte : par leur impact sur le rougissement des étoiles. Le catalogue actuel contient ces données de rougissement pour 88 millions d’étoiles. 
 

Carte des nuages de poussière de la Voie lactée, issue des données du satellite Gaia. © ESA/Gaia/DAPC

La distance de plus d’un milliard d’étoiles étant connue, il est possible de simuler des déplacements dans notre galaxie à des fins pédagogiques. Lors de la conférence de presse du 25 avril 2018 à l’observatoire de Paris, le directeur de la mission Gaia, François Miniard, nous a montré un exemple sur l’amas ouvert des Hyades :

Ces quelques illustrations donnent une idée de la richesse des données de Gaia. Il ne fait aucun doute qu’une belle moisson de découvertes va découler de l’exploitation de ces mesures.  

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