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- Mise à jour le 20 Novembre 2013
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- CONFÉRENCE de
Brigitte ROCCA
- Astrophysicienne
IAP, du Consortium GAIA
- «LE SATELLITE GAIA»
- Organisée par la
SAF
- Dans ses locaux, 3
rue Beethoven, Paris XVI
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- Le Samedi 16
Novembre 2013 à 15H00
à l'occasion de la réunion de la Commission de Cosmologie.
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- Photos : JPM pour l'ambiance. (les photos avec
plus de résolution peuvent m'être
demandées directement)
- Les photos des slides sont de la présentation
de l'auteur. Voir les crédits des autres photos si nécessaire
- (Le conférencier a eu la gentillesse de nous
donner sa présentation complète (en pdf) elle est disponible sur le site
de la commission et également disponible sur
ma liaison ftp au téléchargement et s'appelle. Gaia-cosmo-SAF.pdf
elle est dans le dossier COSMOLOGIE SAF de la saison 2013-2014).
- Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me
contacter avant.
- Pour info les actualités cosmo présentées ce
jour là sont aussi disponibles sur le
site de la commission.
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- BREF COMPTE RENDU
- La présentation étant très claire et très
complète ce compte rendu sera succinct.
- (je reprends par moment quelques descriptions déjà
données sur Gaia dans des articles précédents pour éclairer le lecteur)
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- Nouvelle disposition de la salle pour avoir
plus de place, avons-nous
réussi ?? (merci pour votre avis)
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- Brigitte Rocca, de l’IAP est professeur à
Paris Sud ; elle fait partie du Consortium Gaia, qui s’appelle DPAC
pour Data
Processing and Analysis Consortium.
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- L’organisation de ce consortium est représentée
sur la
figure suivante.
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- Le DPAC comprend plus de 400 scientifiques répartis
sur 20 pays et six centres de traitement des données.
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- B. Rocca nous parle du satellite Gaia,
successeur du fameux Hipparcos et qui devrait être lancé le 20 Décembre
2013 par une fusée Soyuz-Fregat (réallumable) depuis Kourou, c’est à
dire bientôt.
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- Gaia sera le digne successeur du satellite
Hipparcos dédié à l’astrométrie et lancé en 1989 mais n’a pas réussi
à atteindre son orbite géostationnaire, néanmoins il a mené sa mission
à bien et recueille des données sur plus de 100.000 étoiles.
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- Gaia sera le satellite d’astronomie optique
le plus précis jamais construit. Il
balayera le ciel en continu pendant au moins cinq ans depuis un point d’équilibre
particulier de l’espace, le second
point de Lagrange (L2), situé à environ 1,5 million de kilomètres
de la Terre, dans la direction opposée au Soleil.
- Cette position assure un environnement
thermique très stable, une très grande capacité d’observation (car ni
le Soleil, ni la Terre, ni la Lune ne pénètrent jamais dans le champ de
l’instrument) et un faible niveau de radiations.
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L’objectif
de la mission Gaia est de réaliser le plus grand recensement
possible des corps de notre Galaxie et d’en créer une carte en 3D
d’une très grande précision. Le satellite déterminera la position, la
couleur et le mouvement propre d’un
milliard d’étoiles. Chaque
point du ciel sera vu approximativement 70 fois au cours de la vie
de Gaia.
- Gaia identifiera également jusqu’à 10 000
planètes autour d’autres étoiles, et découvrira quelques dizaines de
milliers de nouveaux corps – des comètes et des astéroïdes – dans
notre propre Système Solaire.
- La précision des mesures effectuées par
Gaia sera extrêmement élevée : depuis la Lune, il lui serait possible
de mesurer le diamètre d’une pièce de monnaie sur Terre
ou depuis la Terre de voir …..une rose sur Mars !
- Le satellite utilisera le concept
d’astronomie globale démontré avec succès par son prédécesseur –
la mission Hipparcos .
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- Vidéo
montrant le banc optique et le scan du ciel :
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- Le principe de mesure est similaire à celui
d’Hipparcos et s'appuie sur le principe de l'observation simultanée de 2 champs stellaires (voir
illustration), dans 2 directions faisant entre elles un angle fixé et
très précisément connu : 106,5° c'est l'angle de base.
- Comme un compas sert à repérer des distances,
de proche en proche les positions relatives des objets sont fixées les unes
par rapport aux autres.
- Gaia va scanner le ciel suivant un schéma prédéterminé,
le satellite tourne sur lui même à la vitesse de 60 arc secondes par
seconde (6
heures pour une rotation complète donc) mais il est affecté
d'un mouvement de précession fixe de 45° par rapport au Soleil.
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- Ceci permet aux instruments qui sont dans les
deux lignes de visée (line of sight) d'effectuer des mesures de parallaxe,
la base de l'astrométrie.
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- Voir
le schéma du trajet optique. La lumière
émise par un objet céleste entrant par une des ouvertures est renvoyée
par un grand miroir qui lui fait face (M1 et M’1 sur la figure). Elle est
ensuite réfléchie sur une série d’autres miroirs, avec une longueur
focale totalisant 35m, les deux chemins optiques se rencontrant sur un
combineur de faisceaux en M4/M’4 avant d’atteindre le plan focal.
- Les instruments de Gaia sont montés sur un
banc optique hexagonal placé à l’intérieur de la charge utile. Celle-ci
contient deux télescopes présentant chacun leur ouverture vers le ciel
mais projetant la lumière dans un plan focal commun.
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- Le
plan focal est d’une dimension
impressionnante – près d’un demi mètre carré – et compte
un milliard de pixels.
- Les miroirs primaires font 1,45m par 0,5m,
l'angle de base, bien sûr 106,5° et la longueur focale 35m!
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- L’mage de chaque objet parcourt la totalité
de ce plan focal de la gauche vers la droite.
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- Un document pdf en anglais est publié sur l'instrument lui
même.
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- La
précision attendue dépend de la
magnitude des objets observés, voici un tableau de ce qui est prévu :
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- (estimation J de Bruijne ESA)
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- Gaia s’intéresse principalement à
notre Galaxie, dont il devrait mesurer la structure 3D et donner les
positions, vitesses et distances des étoiles et associations d’étoiles.
- Détection et mesure des bras spiraux locaux.
- De plus on devrait pouvoir déterminer
exactement la distance aux grand et petit nuages de Magellan, nos galaxies
satellites.
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- Un autre champ d’action de Gaia devrait être
la détection de quasars (QSO) ces objets lointains très lumineux, Gaia
devrait en observer plus de 500.000. la distribution en énergie des quasars
est différente de celle des étoiles, ce qui devrait permettre leur
identification.
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- Mais comment positionner tous ces objets dans
le ciel ?
- Gaia utilise une référentiel appelé Barycentric Celestial Reference System (BCRS)
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- Gaia devrait aussi étudier la déflexion des
rayons lumineux à cause de la présence de la masse du Soleil et ainsi vérifier
(tester) la relativité générale.
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- Par contre sa mission n’est pas de mesurer
les galaxies lointaines, car Gaia ne fonctionne que par contraste lumineux
et la plupart de ces agalaxies apparaissent comme des taches lumineuses sans
réelle contraste comme on le voit sur cette représentation de ce que
pourrait être M100 vue par Gaia. (image du bas)
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- On pourra voir par
contre les galaxies qui présentent des contrastes importants, comme celles
en interaction, ou celles contenant un TN actif etc..
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- Accessoirement des astéroïdes et planétésimaux
pourraient être détectés par Gaia.
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- CONCLUSION.
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- Gaia devrait nous permettre des résultats
astrométriques exceptionnels grâce à la résolution de l’ordre de 10µas.
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- Il devrait améliorer notre connaissance de
notre Galaxie et élaborer un imposant catalogue d’étoiles.
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- Quasars et planètes extrasolaires devraient
aussi faire partie de sa moisson.
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- Nous en reparlerons !
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- POUR ALLER PLUS LOIN :
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- De
Hipparcos à Gaia :
CR de la conférence de C Turon à la SAF du 10 Avril 2008
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- Gaia : Miroirs
et bouclier thermique sont prêts
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- Relativistic
formulation and reference frame
for Gaia
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- Un
article sur Gaia de nos amis de la Planetary Society.
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- Voir le
film de présentation du CNES.
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- Jean Pierre Martin
SAF Président de la Commission de Cosmologie
- www.planetastronomy.com
- Abonnez-vous
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- PROCHAINES
RÉUNIONS DE LA COMMISSION DE COSMOLOGIE :
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- Notez dès à présent les dates des prochaines
réunions : toujours à 15H au siège 3 rue Beethoven P16
- Nous devrions pour la prochaine réunion (où
nous accueillerons 20 nouveaux membres) ré arranger la présentation de la
salle afin que tout le monde ait une bonne place.
- Merci d’avance de votre aide.
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samedi 18 Janvier
2014 : Thierry Lasserre du CEA/DSM/IRFU Service de Physique des
Particules (SPP) nous parle de « neutrinos et cosmologie »
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samedi 15 Mars 2014 :
intervenant à définir, probablement sur la polarisation du rayonnement
fossile
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samedi 17 Mai 2014 :
intervenant à définir
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- Marquez ces dates dans vos agendas
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