Les Rencontres de l'Observatoire 2004

Gaia ou l'Univers en 3D
Observatoire de Paris-Meudon
4-7 Octobre 2004

Objectifs

Gaia a été sélectionnée comme l'une des Pierres Angulaires du Programme Scientifique de l'Agence Spatiale Européenne en Octobre 2000, et confirmée, en Mai 2002, comme l'une des missions phares du programme "Cosmic Vision 2020" de l'Agence.

Conçue dans la foulée du succès du satellite Européen Hipparcos, première mission díastrométrie spatiale, Gaia permettra de décrypter notre Univers proche, sa composition, son origine et son histoire. En effet, une précision astrométrique de l'ordre de quelques micro-secondes de degré (soit une précision environ 100 fois plus grande que celle obtenue avec Hipparcos) pour plus d'un milliard d'objets (soit 10 000 fois plus qu'Hipparcos), jusqu'à la magnitude 20, sera associée à la détermination des vitesses radiales et à un diagnostic astrophysique détaillé, fourni par une photomÈtrie de précision en 15 couleurs et des spectres à moyenne résolution. Ces performances permettront la détection et la caractérisation de tous les types d'étoiles de toutes les populations stellaires de notre Galaxie à tous les stades d'évolution. Elles permettront également la détection de tous les types de systèmes et, en particulier, de milliers de systèmes planétaires extra-solaires, la détection de dizaines de milliers de petits corps du système solaire (orbites et taxonomie), de quasars, de supernovae et de galaxies.

Par une analyse en profondeur de notre Galaxie et des objets qui la constituent, Gaia permettra de comprendre notre place dans l'Univers, l'histoire de la formation des étoiles, des planètes et des galaxies. Notre Galaxie, décryptée dans ses moindres détails, pourra servir de référence pour analyser les observations globales de galaxies très lointaines obtenues par d'autres observatoires, au sol ou dans l'espace. Gaia permettra aussi de tester avec une précision sans précédent les effets de la relativité générale.

Depuis Mai 2002, la mission est en phase de définition. Celle-ci inclut des études scientifiques et technologiques dans de nombreux domaines pour démontrer la faisabilité de la mission et définir les caractÈristiques et les performances finales de l'instrument : définition précise de l'instrument spectroscopique, développement des algorithmes de détection, construction d'un prototype d'analyse des données, mais aussi étude détaillée du plan focal (grand champ et grand nombre de CCD assemblés), faisabilité de grands miroirs en SiC, stabilité du banc d'optique, traitement des données à bord, etc. Chacune de ces études aura des répercussions sur les performances de l'instrument et leurs résultats conditionnent, en conséquence, les découvertes scientifiques qui seront ou non réalisables.

L'ensemble de ces études préliminaires doit s'achever fin 2004, et Octobre sera le moment de présenter à la communauté astronomique les résultats de celles-ci, les caractéristiques et performances définitives de Gaia, et d'approfondir en conséquence le potentiel scientifique de la mission.

Par ailleurs, ce sera le moment de (re-) sensibiliser la communauté, et en particulier les jeunes collègues, aux perspectives scientifiques ouvertes par Gaia et à ses nombreux domaines d'application. Enfin, ce sera aussi l'époque propice pour démarrer, ou intensifier, les travaux préparatoires à la mission d'une part, à l'exploitation de ses données d'autre part. Les domaines sont nombreux où un tel afflux de données doit changer nos méthodes d'analyse et d'interprétation, et où des observations complémentaires doivent être envisagées (spectroscopie à haute résolution, vitesses radiales pour les étoiles les plus faibles du programme, etc.)