Lancé le 19 décembre 2013, le réservoir de carburant de Gaia est presque vide. Il consomme environ une douzaine de grammes de gaz froid par jour pour continuer à tourner avec une précision extrême. Mais ce n'est pas encore la fin de la mission. Des tests technologiques sont prévus dans les semaines à venir avant que Gaia ne soit déplacée vers son orbite de « retraite », et deux publications massives de données sont prévues respectivement vers 2026 et à la fin de cette décennie.
Infographie présentant la mission Gaia de l'ESA en chiffres pendant sa phase de surveillance du ciel
« Les données recueillies par Gaia nous ont permis d’acquérir des connaissances uniques sur l’origine et l’évolution de notre galaxie, la Voie Lactée, et ont également transformé l’astrophysique et la science du système solaire d’une manière que nous n’avons pas encore pleinement appréciée. Gaia s’appuie sur l’excellence européenne unique en matière d’astrométrie et laissera un héritage durable aux générations futures. »
« Après 11 ans dans l’espace et après avoir survécu à des impacts de micrométéorites et à des tempêtes solaires , Gaia a terminé sa collecte de données scientifiques. Tous les regards se tournent désormais vers la préparation des prochaines publications de données », explique Johannes Sahlmann, scientifique du projet Gaia.
« Je suis ravi du déroulement de cette incroyable mission et enthousiaste quant aux découvertes qui nous attendent. »
Gaia livre la meilleure carte de la Voie Lactée
Gaia a cartographié les positions, les distances, les mouvements, les changements de luminosité, la composition et de nombreuses autres caractéristiques des étoiles en les surveillant avec ses trois instruments à plusieurs reprises au cours de la mission.
Cela a permis à Gaia d’atteindre son objectif principal, à savoir construire la carte la plus grande et la plus précise de la Voie lactée, nous montrant notre galaxie natale comme aucune autre mission ne l’avait fait auparavant. Ainsi, nous disposons désormais de la meilleure vue reconstituée de ce à quoi notre galaxie pourrait ressembler pour un observateur extérieur. Cette nouvelle impression d’artiste de la Voie lactée intègre les données de Gaia provenant d’une multitude d’articles publiés au cours de la dernière décennie.
« Il contient des changements majeurs par rapport aux modèles précédents, car Gaia a changé notre perception de la Voie lactée. Même des idées de base ont été révisées, comme la rotation de la barre centrale de notre galaxie, la déformation du disque, la structure détaillée des bras spiraux et la poussière interstellaire à proximité du Soleil », explique Stefan Payne-Wardenaar, responsable scientifique de la Haus der Astronomie, Allemagne, et du Bureau de l'astronomie pour l'éducation de l'UAI.
« Les parties éloignées de la Voie lactée restent néanmoins des suppositions éclairées basées sur des données incomplètes. Avec la publication de nouvelles données de Gaia, notre vision de la Voie lactée deviendra encore plus précise. »
La machine de découverte de la décennie
Les mesures répétées de Gaia sur les distances, les mouvements et les caractéristiques des étoiles sont essentielles pour réaliser une « archéologie galactique » sur notre Voie lactée, révélant des chaînons manquants dans l'histoire complexe de notre galaxie pour nous aider à en savoir plus sur nos origines. De la détection de « fantômes » d'autres galaxies et de multiples flux d'étoiles anciennes qui ont fusionné avec la Voie lactée au début de son histoire, à la découverte de preuves d'une collision en cours avec la galaxie naine du Sagittaire aujourd'hui, Gaia réécrit l'histoire de la Voie lactée et fait des prédictions sur son avenir.
En scrutant les étoiles de notre propre galaxie, Gaia a également repéré d’autres objets, depuis des astéroïdes dans l’arrière-cour de notre système solaire jusqu’à des galaxies et des quasars – les centres lumineux et actifs de galaxies alimentées par des trous noirs supermassifs – en dehors de notre Voie lactée.
Par exemple, Gaia a fourni des orbites de précision pour plus de 150 000 astéroïdes et dispose de mesures d'une telle qualité qu'elles ont permis de découvrir d'éventuelles lunes autour de centaines d'entre eux. Elle a également créé la plus grande carte tridimensionnelle d'environ 1,3 million de quasars , le plus éloigné brillant alors que l'Univers n'avait que 1,5 milliard d'années.
Gaia a également découvert un nouveau type de trou noir , dont un avec une masse de près de 33 fois celle du Soleil , caché dans la constellation de l'Aigle, à moins de 2000 années-lumière de la Terre – la première fois qu'un trou noir d'origine stellaire de cette taille a été repéré dans la Voie Lactée.
« Il est impressionnant de constater que ces découvertes ne reposent que sur les premières années de données de Gaia, alors que bon nombre d’entre elles ont été réalisées au cours de la seule année dernière. Gaia a été la machine à découvertes de la décennie , une tendance qui devrait se poursuivre », déclare Anthony Brown, président du Consortium de traitement et d’analyse des données de Gaia (DPAC) et basé à l’Université de Leyde aux Pays-Bas.
Attention ! D'autres découvertes scientifiques révolutionnaires à venir
Impression d'artiste d'une étoile brillante avec un compagnon
Les équipes scientifiques et techniques de Gaia travaillent déjà à plein régime sur les préparatifs de Gaia Data Release 4 (DR4), attendue en 2026. Le volume et la qualité des données s'améliorent à chaque publication et Gaia DR4, avec 500 To de données attendues, ne fait pas exception. De plus, elle couvrira les 5,5 premières années de la mission, ce qui correspond à la durée initialement prévue de la mission.
« C'est la version de Gaia que la communauté attendait, et il est passionnant de penser qu'elle ne couvre que la moitié des données collectées », déclare Antonella Vallenari, vice-présidente du DPAC basé à l'Institut national d'astrophysique (INAF), observatoire astronomique de Padoue, en Italie. « Même si la mission a désormais cessé de collecter des données, nous poursuivrons nos activités comme d'habitude pendant de nombreuses années à venir, le temps que ces incroyables ensembles de données soient prêts à être utilisés ».
La quatrième version de données de Gaia devrait étendre son catalogue d'étoiles binaires , le plus vaste de ce type à ce jour. Gaia a la capacité unique de débusquer les mouvements infimes de paires d'objets célestes en orbite proche l'un de l'autre et a déjà repéré des compagnons jusqu'alors cachés autour d'étoiles brillantes.
Par ailleurs, la dernière observation ciblée de Gaia, le 10 janvier, concernait la paire binaire 61 Cygni. Cette étoile emblématique a attiré l'attention des astronomes du XIXe siècle et a permis de réaliser certaines des premières mesures de mouvement propre et de parallaxe, techniques utilisées par Gaia sur quelque deux milliards d'étoiles.
Les découvertes d'exoplanètes de Gaia devraient également augmenter avec les prochains ensembles de données grâce à la période d'observation plus longue, ce qui rend beaucoup plus facile la détection d'étoiles « vacillantes » doucement tirées par des planètes en orbite.
« Au cours des prochains mois, nous continuerons à télécharger jusqu'à la dernière goutte de données de Gaia, et en même temps, les équipes de traitement intensifieront leurs préparatifs pour la cinquième et dernière publication de données majeure à la fin de cette décennie, couvrant l'ensemble des 10,5 années de données de mission », explique Rocio Guerra, chef de l'équipe des opérations scientifiques de Gaia basée au Centre européen d'astronomie spatiale (ESAC) de l'ESA près de Madrid en Espagne.
« Cela conclura un incroyable effort coordonné entre des centaines d'experts du centre d'opérations scientifiques de l'ESAC, l'équipe d'opérations de mission pilotant Gaia depuis le Centre européen d'opérations spatiales de l'ESA en Allemagne, et l'immense consortium de spécialistes du traitement des données, qui ont assuré ensemble le bon déroulement de cette magnifique mission pendant si longtemps ».
Le plan de retraite de Gaia
Impression d'artiste du vaisseau spatial Gaia devant une image réelle du ciel de Gaia
Si aujourd’hui marque la fin des observations scientifiques, une courte période de tests technologiques commence désormais. Ces tests ont le potentiel d’améliorer encore les étalonnages de Gaia, d’en apprendre davantage sur le comportement de certaines technologies après dix ans dans l’espace et même d’aider à la conception de futures missions spatiales.
Après plusieurs semaines de tests, Gaia quittera son orbite actuelle autour du point de Lagrange 2, à 1,5 million de kilomètres de la Terre dans la direction opposée au Soleil, pour être placée sur son orbite héliocentrique finale, loin de la sphère d'influence de la Terre. Le vaisseau spatial sera passivé le 27 mars 2025, pour éviter tout dommage ou interférence avec d'autres engins spatiaux.
Dites adieu à Gaïa
Au cours des tests technologiques, l'orientation de Gaia sera modifiée, ce qui signifie qu'elle deviendra temporairement plus brillante de plusieurs magnitudes, ce qui facilitera grandement les observations avec de petits télescopes (elle ne sera pas visible à l'œil nu). Un guide pour localiser Gaia a été mis en place ici , et les astronomes amateurs sont invités à partager leurs observations.
« Gaia nous offre ce dernier cadeau alors que nous lui disons adieu, brillant parmi les étoiles avant sa retraite bien méritée », conclut Uwe Lammers, responsable de la mission Gaia. « C'est l'occasion de célébrer cette mission transformatrice et de remercier toutes les équipes pour plus d'une décennie de travail acharné à faire fonctionner Gaia, à planifier ses observations et à veiller à ce que ses précieuses données soient restituées sans problème sur Terre ».
Plus de détails sur la fin des opérations de Gaia suivront dans les semaines à venir.
Des informations plus détaillées sont disponibles ici https://www.cosmos.esa.int/en/web/gaia/milky-way
De plus amples informations sur les tests technologiques sont disponibles ici https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/end-of-observations
De plus amples informations sur l'observation de Gaia entre fin janvier et début février sont disponibles ici https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/observe-gaia
Les données Gaia sont disponibles gratuitement via les archives Gaia de l'ESA https://gea.esac.esa.int/archive/
Vous trouverez plus d'informations sur les prochaines publications de données de Gaia ici : https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/release
Fourni par l'ESA
