Permettre aux astronomes de voir ce qui ne peut être vu
La mission Gaia(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) de l’Agence spatiale européenne(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) a recueilli des données astronomiques fondamentales sur des milliards d’étoiles de la Voie lactée. Depuis son lancement en 2013 jusqu’à son arrêt en mars 2025, Gaia a effectué plus de trois mille milliards d’observations sur deux milliards d’étoiles et d’autres objets présents dans notre galaxie, et au-delà. Si ces observations ont considérablement fait progresser notre compréhension de la formation et de la structure de la Voie lactée, même un télescope aussi puissant que Gaia ne peut pas tout voir. «Pour analyser correctement les données de Gaia, il faut également comprendre les parties de notre galaxie que Gaia n’a pas pu voir», explique Anthony Brown(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), professeur agrégé à l’Observatoire de Leyde(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), au sein de l’université de Leyde(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre).
Une réussite transatlantique
Le projet GaiaUnlimited(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, aide les scientifiques à «voir» ce que Gaia n’a pas pu voir. Gaia était une mission européenne, GaiaUnlimited est quant à elle transatlantique. Le projet a impliqué non seulement plusieurs partenaires(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) européens, mais également l’université de New York(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). «Nos partenaires américains ont entamé les premières discussions concernant ce projet et ont apporté des idées essentielles aux principes de base qui sous-tendent la mise en œuvre de la fonction de sélection», souligne Anthony Brown. En retour, les partenaires américains ont eu accès à d’énormes quantités de données de Gaia. GaiaUnlimited implique également l’université Monash(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) à Melbourne, en Australie, ce qui en fait un projet non plus transatlantique, mais international. La combinaison des ressources et de l’expertise permettra aux astronomes de renforcer leurs capacités, quel que soit le continent sur lequel ils sont basés.
Observer l’univers
Lorsque les astronomes scrutent des étoiles pour étudier leurs propriétés physiques, leurs observations se limitent généralement aux étoiles les plus brillantes visibles avec un télescope. Ils n’observent, par conséquent, que les étoiles situées à une distance limite. Au-delà de cette distance, les étoiles sont trop peu lumineuses pour être observées. «Lorsque nous observons le ciel, nous avons tendance à “sélectionner” les étoiles les plus brillantes et les plus proches qui sont les plus faciles à observer», explique Anthony Brown. «En fonction de la puissance du télescope ou de la sensibilité du dispositif du télescope qui mesure la lumière des étoiles, nous observons une sélection différente d’étoiles parmi toutes celles qui existent dans la Voie lactée.» Ce processus est connu sous le nom de «fonction de sélection»(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) d’un relevé. Il indique aux chercheurs la probabilité qu’une étoile ayant des propriétés observées données puisse être détectée par un télescope et un appareil de mesure. «La fonction de sélection nous permet à son tour de calculer la fraction d’étoiles d’un type donné que notre étude peut détecter, ce que l’on appelle la “complétude”», ajoute Anthony Brown. Le projet GaiaUnlimited a pour but de développer et de mettre en œuvre la fonction de sélection pour l’étude Gaia.
Une vue illimitée de la Voie lactée
Ensemble, ces partenaires ont fourni un ensemble d’outils open-source(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) qui peuvent à présent être utilisés pour incorporer la fonction de sélection Gaia dans les analyses scientifiques des données de Gaia. «Le fait que Gaia ne puisse voir les étoiles que jusqu’à une certaine limite de luminosité apparente conduirait à des conclusions erronées sur la taille et la structure de la Voie lactée», conclut Anthony Brown. «En tenant compte de cette limitation, notre fonction de sélection nous donne une vue illimitée de la Voie lactée et nous permet de tirer le meilleur parti des données de Gaia.» Bien que GaiaUnlimited ait pris fin, son travail se poursuit via le Gaia Data Processing and Analysis Consortium(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), qui travaille actuellement au développement et à la mise en œuvre des outils de la fonction de sélection pour la prochaine version 4 des données de Gaia.
