Gaia révèle le passé de millions d’étoiles en mesurant leur composition

Le télescope spatial européen Gaia vient de livrer aux astronomes un 3ème et nouveau catalogue qui rassemble des milliards de paramètres sur les étoiles de notre galaxie. Dont, pour la première fois, leur composition chimique. Cette information permet de retracer leur passé.

Combien d’étoiles ne sont faites que du matériau primordial de l’Univers : l’hydrogène et l’hélium ? Combien d’autres se sont formées plus tard, enrichies par les éléments créés puis répandus dans l’espace par les étoiles mourantes ? Le télescope spatial Gaia vient d’apporter les moyens d’y répondre dans la Voie lactée. Ce lundi 13 juin 2022, l’Agence spatiale européenne (ESA) a rendu publique les données du catalogue DR3 (Data Release 3) de son satellite lancé en décembre 2013. L’inventaire de 3e génération contient les dizaines de milliards de paramètres de près de 2 milliards d’étoiles de notre galaxie. Position, vitesse, luminosité, température, et pour la première fois 220 millions de spectres de lumière.

Chaque point est une étoile : les rouges représentent les étoiles les plus enrichies en éléments chimiques. Les bleus, le contraire. Les verts sont intermédiaires.
(Vue en 2D de la sphère céleste : dans l'espace, la gauche et la droite se connectent, le haut et le bas aussi)

Vidéo explicative à ce lien (utiliser la traduction automatique des sous-titres). © ESA/Gaia/DPAC

« La caractéristique chimique des étoiles, c’est la grosse révolution de ce nouveau catalogue », juge Patrick de Laverny, du laboratoire Lagrange de l’observatoire de la Côte d’Azur (OCA). Ces données ont déjà permis de constater que les étoiles proches du centre et du plan de notre galaxie sont plus riches en métaux que les astres les plus éloignés. Une information à recevoir en sachant qu’en astronomie, un « métal » désigne n’importe quel élément chimique plus lourd que l’hélium — c’est-à-dire dont l’atome comporte au moins 3 protons.

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« Notre galaxie est un beau melting-pot d’étoiles », illustre Alejandra Recio-Blanco, membre de la collaboration Gaia à l’OCA. « Cette diversité […] révèle les migrations dans notre galaxie et les captures [passées] de galaxies externes. Cela montre que nous et notre soleil appartenons à un système galaxie en changement permanent », ajoute la chercheuse.

33 millions d’astres en mouvement

Outre la chimie des étoiles, le catalogue DR3 fournit également la vitesse radiale, c’est-à-dire d’avant en arrière de notre point de vue, de 33 millions d’étoiles. Avec leur distance et leur mouvement propre (déplacement de gauche à droite ou de haut en bas sur la voûte céleste) déjà connus depuis le catalogue préliminaire « Early DR3 » datant de décembre 2020, la vitesse radiale permet de déduire la cinématique en 3 dimensions de cet effectif d’étoiles. C’est près de 5 fois plus d’astres que dans le catalogue précédent de Gaia : DR2 en avril 2018.

Côté astéroïdes, la position et la vitesse de 150 000 d’entre eux sont dorénavant connues. Ainsi que la composition de la surface d’un sous-ensemble de ces petits corps du Système solaire.

La position des astéroïdes détectés par le télescope Gaia le 13 juin 2022. La traînée de chacun représente son mouvement pendant 10 jours. La Terre et Jupiter ne sont pas à l'échelle. © ESA/Gaia/DPAC

Pour en savoir plus sur la mission Gaia :

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