La Voie lactée vue par la mission spatiale Gaia - Carine Babusiaux
←
→
Transcription du contenu de la page
Si votre navigateur ne rend pas la page correctement, lisez s'il vous plaît le contenu de la page ci-dessous
La Voie lactée
vue par la mission spatiale Gaia
Carine Babusiaux
1
La Voie lactée
2
© P. Thiaville
NGC 4565
Notre galaxie ressemble, peut-être, à cette galaxie
Disque
Bulbe
notre Soleil pourrait être
là
Amas Globulaires
Halo sphérique
© W. McLaughlin
M 83
Notre galaxie ressemble, peut-être, à cette galaxie
M83 image (with Sun marked)
notre Soleil pourrait être là
~ 1 000 000 000 000 000 000 km
~ 100 000 années lumières
© AAO-D. Malin
Le choix du poste d'observation est crucial !
Cette planète est toute sèche, et toute
pointue et toute salée.
Antoine de Saint-Exupéry
le Soleil est dans le plan de la Galaxie
5
La distance des étoiles ?
6
La parallaxe
7
La parallaxe Position 1 Position 2 8
Mesure des distances avec la parallaxe
étoiles lointaines
juin
D
juin
R
orbite de la Terre
9
Mesure des distances avec la parallaxe
étoiles lointaines
D
décembre
R
orbite de la Terre décembre
10Mesure des distances avec la parallaxe
étoiles lointaines
juin
D
juin décembre
R
orbite de la Terre décembre
11Mesure des distances avec la parallaxe
étoiles lointaines
D
tan = R / D
D≈R/
juin décembre La distance D est de 1 parsec si la parallaxe
R est de 1 seconde de degré
R = 1 unité astronomique (u.a.)
Etoile la plus proche : = 0.7”, D = 1.2 pc
orbite de la Terre = 1 mas à D = 1000 pc
= 1 μas à D = 1000 kpc
12Le mouvement propre des étoiles
La Grande Ourse
pendant 200 000 ans
Edmond Halley découvre en 1718 les mouvements propres en comparant les positions
d'étoiles observées à son époque avec celles de Ptolémée
Mais il n’arrive pas à mesurer de parallaxes…
1314
15
Mais les étoiles sont très… très lointaines
Sirius
Gliese 65 À cette échelle:
étoile de
Barnard • Le Soleil serait plus petit
qu’une bille
• La Terre serait à un mètre
Lalande 21185
• Le Système solaire serait
un terrain de foot
Soleil • L’étoile la plus proche serait
à Marseille et Sirius à Lille
Wolf 359
α Centaure
16Étoiles lointaines → angles très petits
Pour l’étoile la plus proche, l’angle à mesurer est 2500 fois plus petit que la
dimension apparente de la lune !
Pour une étoile au centre de la Galaxie, l’angle à mesurer est 15 millions de
fois plus petit !
Des angles si petits qu’il aura fallu très longtemps pour être capable les
mesurer…
17Progression de la précision des mesures d’angle
72” 0.1” 0.001”
1 mas
Première mesure de parallaxe d’une étoile
1838 18L’astrométrie spatiale: pourquoi ?
● Echapper à la turbulence et la réfraction atmosphériques
→ images stables et non déformées
● Observation de l’ensemble du ciel avec le même instrument
● Echapper à la pesanteur
→ pas de flexion des instruments
● Echapper aux irrégularités du mouvement de la Terre
● Possibilité d’observer deux champs simultanément
→ astrométrie globale
19La précision finale attendue pour la mission Gaia
1µas = 1°/3600/106
Une feuille de papier à 2000 km, vue par la tranche
Un cheveux à 1000 km
© F. Mignard
20La mission Gaia
Mission de l’agence spatiale européenne
lancée en 2013
5 ans de mission minimium
1 milliard d’étoiles observées
Dédié à l’étude de la Voie lactée
© ESA
3 instruments
● Astrométrie → positions, mouvement propre, parallaxe
● Photométrie → luminosité, couleur
● Spectroscopie → vitesses radiales
21Gaia, la machine à mesurer
© ESA-EADS Astrium
Photométrie Spectroscopie
Astrométrie
Le plan focal de Gaia: 104x42 cm, 106 CCDs = 1 milliard de pixels 22Les instruments
© ESA-EADS Astrium
23Le satellite au complet
3m
2000 kg
© ESA-EADS Astrium
10 m 24En orbite...
25Le balayage du ciel
ESA – C. Carreau
~ 70 observations par source en moyenne 26Le traitement des données Gaia
500 millions de mesures par jour
Rien de directement utilisable par un astronome...
3
12
450 scientifiques et ingénieurs 1
160 instituts 4
2
24 pays + ESA 50
5
6 centres de traitement des données 25
28
6
109 2
4
25
4
72
11
43
10
Courtesy F. Mignard
2013
μα μδ G ...
27Un long trajet...
11
13
19
93
97
98
01
04
06
14
05
17
95
96
00
16
25
23
20
20
20
20
20
19
19
19
20
20
20
19
20
19
20
20
20
20
Proposition
Etude Concept
Sélection de la mission
Définition
Sélection (EADS Astrium)
Implémentation
Lancement
Opération
Etudes Développement du code Réduction des données
Intermediaires Finales
Catalogues de données
Figure adaptée de Michael Perryman et François Mignard
28La première carte du ciel en couleur Gaia !
ESA/Gaia/DPAC , CC BY-SA 3.0 IGO
L’éclat d’1 milliard d’étoiles
29L’avenir de la constellation d’Orion
ESA/Gaia/DPAC , CC BY-SA 3.0 IGO
30Le diagramme Hertzsprung-Russell
Température (K)
Bételgeuse
Vega es
La position d’une étoile
t
an dépend principalement de :
Gé
Sé Soleil ← sa masse
qu
en
ce
p rin
← son âge
cip
Magnitude absolue
a le Luminosité (L⊙) ← sa composition chimique
Na
in
es
bla
nc
he
s
Proxima
Procyon B Centarui
Couleur 31Le diagramme H-R vu par Gaia
Température (K)
~ 4 million d’étoiles dans ce diagramme
allant jusqu’à 2 kpc
s
nte
Géa
Magnitude Absolue MG
Hipparcos (1997): 30 000 étoiles
Soleil allant jusqu’à 250 pc
Séq
Luminosité (L⊙)
ue
nce
pri
nci
pal
Magnitude absolue (MG)
e
Luminosité (L⊙)
Na
ine
sb
lan
ch
es
Couleur (GBP-GRP) 32
Couleur GBP-GRPVariabilité des étoiles
Magnitude Absolue (MG)
33
Couleur (GBP-GRP)
crédit ESA/Gaia/DPAC/CU7Variation du diagramme H-R avec la cinématique
34Gaia-Enceladus – la dernière grande fusion galactique
Credit: Koppelman, Villalobos & Helmi, Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, The Netherlands
35Les galaxies naines qui entourent la Voie lactée
36Des courants d’étoiles dans le halo
© Jon Lomberg
37Le disque de la Voie lactée perturbé
Credit: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO
Perturbation par le passage de la Galaxie naine Sagittarius
38La prochaine rencontre avec Andromède Credit: Orbits: E. Patel, G. Besla (University of Arizona), R. van der Marel (STScI); Images: ESA (Milky Way); ESA/Gaia/DPAC (M31, M33) 39
Gaia et la Galaxie
Vous pouvez aussi lire
