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Accueil > Recherche > Les Axes et Activités de Recherche > Astrophysique Stellaire > Services d’observation > GAIA > GAIA : les objectifs scientifiques

La structure de notre galaxie

publié le , mis à jour le

L’objectif principal de la mission GAIA est d’obtenir des données qui permettent d’étudier la composition, la formation et l’évolution de notre Galaxie. À cette fin le satellite GAIA observera toute la voûte céleste ciel au cours de sa mission prévues pour 5 années, et il cartographiera la position tridimensionnelle et la vitesse de tous les objets jusqu’à la magnitude 20.

La base des données collectées contiendra des informations sur un milliard d’étoiles qui, ensemble, couvrent une fraction significative du volume de la Galaxie : la précision et la sensibilité de GAIA permettra la détection d’étoiles, de leur position et leur vitesse mesurée à partir du voisinage solaire, tout au long du disque de la Voie lactée jusqu’au renflement du centre galactique (à 8,5 kparsec du Soleil). De plus, les amas globulaires dans le halo qui entoure le disque galactique et le renflement seront observés.

La vitesse à trois dimensions d’une étoile sera déterminée par la combinaison de son mouvement observé dans le ciel au cours de la mission de 5 ans, avec sa vitesse radiale dérivée de son spectre mesuré. La distribution des positions et vitesses des étoiles dans la Galaxie est liée aux forces gravitationnelles et au taux de formation stellaire en fonction de la position et du temps.

L’histoire de la formation des étoiles peut être déduite de la population d’étoiles observée actuellement en déterminant leur distribution en types stellaires (couleur et la luminosité). La couleur d’une étoile dépend de sa température de surface. Les deux quantités, la luminosité et la couleur, changent au cours de la vie d’une étoile car celle-ci passe par différents stades d’évolution. Placée dans un diagramme couleur-luminosité, connu sous le nom de diagramme de Hertzsprung-Russel, la position d’une étoile dans le diagramme révèle son âge.

La distribution observée sur le diagramme de Hertzsprung-Russel de la population d’étoiles de la Galaxie pourra être comparée à des modèles contenant des collections d’étoiles d’âges et couleurs différents. Cette méthode, cependant, est limité en précision, en raison des ambiguïtés dans les effets de l’âge et de la composition chimique sur la couleur et la luminosité de l’étoile observée.

Les données astrométriques de GAIA (la position et la distance), les données photométriques (la luminosité) et les données spectroscopiques (la métallicité, la distance et l’atténuation), combinées grâce à des outils développés spécifiquement, devront résoudre cette ambiguïté. Des outils d’inversion directe rendront accessible l’historique complet de l’évolution de la Galaxie

Objectifs scientifiques

L’étude complète du ciel fournira les précisions nécessaires pour représenter la structure et la dynamique de la Galaxie, dont le processus de construction de ses différentes composantes stellaires. La connaissance précise des vitesses et positions stellaires permettra l’identification des structures et donnera un aperçu de la dynamique galactique sur laquelle agissent des interactions gravitationnelles (y compris les fusions avec des galaxies satellites plus petites). L’histoire de la formation des étoiles de la Voie Lactée sera dérivée de la distribution observée des étoiles en fonction de leur type stellaire.

La Voie Lactée
La Voie Lactée

La connaissance détaillée de la Galaxie grâce à l’étude des données GAIA, fournira une base solide pour l’analyse d’autres galaxies pour lesquelles ce niveau de précision ne peut être atteint par des observations directes, comme c’est le cas pour notre propre galaxie où nous avons une vue interne directe.

Les questions que les résultats GAIA seront en mesure d’éclaircir sont les suivantes :

- Les grandes galaxies viennent-elles d’un regroupement de systèmes plus petits où avait déjà débuté la formation des étoiles ?
- La formation des étoiles débute-telle dans un puits gravitationnel dans lequel une grande quantité de gaz est déjà accumulée ?
- Le renflement au centre de la Galaxie est-il antérieur, postérieur ou contemporain de l’auréole et du disque interne ?
- Le disque galactique est-il un mélange d’un premier disque et d’une fusion majeure postérieure ?
- Y a-t-il un gradient d’âge radial dans les étoiles anciennes ?
- L’histoire de la formation des étoiles est-elle relativement lisse ou très tourmentée ?

Article extrait de : http://sci.esa.int/science-e/www/ob...