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Amas globulaires

28/01/2016. Les amas globulaires sont parmi les régions les plus denses du ciel. Ils fournissent donc une indication fiable sur les performances de Gaia tant en termes de détection que d’astrométrie et de photométrie. Par ailleurs, leurs diagrammes couleur-magnitude sont des instruments importants dans le cadre de la calibration des paramètres stellaires fondamentaux et les tests des modèles d’évolution stellaire.

Les figures ci-dessus illustrent la qualité déjà atteinte par des données photométriques très préliminaires obtenues par les spectophotomètres de Gaia : à gauche, le diagramme couleur-magnitude de Omega Centauri (NGC 5139), ainsi qu’une photo de l’amas prise à l’ESO (© ESO/INAF-VST/OmegaCAM. A. Grado & L. Limatola/INAF-Capodimonte Observatory) ; à droite le diagramme couleur-magnitude de Messier 55 (NGC 6809) et une photo de celui-ci prise au CFHT avec MegaCam (© 2008 CFHT, Jean-Charles Cuillandre (CFHT) & Giovanni Anselmi (Coelum Astronomia), Hawaiian Starlight). Pour les diagrammes : en ordonnées, la magnitude G, en abscisse la couleur BP-RP. Voir ici les bandes passantes de G, BP et RP.

À ce stade, les données photométriques sont encore très préliminaires, avec seulement une calibration interne qui n’a pas encore convergé vers un système complètement cohérent. Cependant, même avec ces données très préliminaires, les diagrammes couleur-magnitude des amas globulaires montrent déjà des séquences bien définies, avec, en particulier, une branche des géantes rouges et une branche horizontale très nettes, typiques de ces vieux amas à faible métallicité. Selon les spécifications de l’instrument, Gaia doit pouvoir détecter et observer jusqu’à 0,25 étoile par seconde d’arc carrée. À première vue, cela devrait entraîner qu’une fraction significative des régions centrales des amas globulaires de la Galaxie ne seraient pas observables. En fait, grâce aux différentes directions de balayage de chaque observation, et comme le montrent les diagrammes présentés ici, une grande partie de ces parties centrales semble avoir été correctement observée.

Il faut noter que ces données photométriques ont été produites pendant une campagne de test interne. En raison de la nature itérative du traitement des données et de l’accumulation d’observations supplémentaires, la qualité attendue pour les données photométriques qui seront incluses dans le premier catalogue intermédiaire de Gaia, attendu pour l’été 2016, sera nettement meilleure [1]. De plus, les données astrométriques vont permettre d’améliorer considérablement ces diagrammes couleur-magnitude en distinguant aisément, grâce à leurs distances et à leurs mouvements différents, les étoiles de champ des étoiles membres des amas. Enfin, la précision attendue sur les données astrométriques de Gaia permettront non seulement une détermination très précise des distances et des mouvements d’ensemble des amas globulaires, mais donneront aussi accès à leur dynamique interne.


[1] Il faut aussi noter que le premier Catalogue Intermédiaire de Gaia (first Gaia data release = Gaia-DR1), annoncé pour l’été 2016, ne contiendra pas d’information sur la couleur des objets observés. Les couleurs sont obtenues en combinant les données observées par les deux spectrophotomètres Gaia. Pour que les couleurs soient bien définies, la dispersion et l’étalonnage géométrique de ces deux instruments doivent être précisément déterminés. Cet étalonnage et le traitement correct des zones très denses en étoiles demandent une connaissance très précise des positions des sources observées, que seul Gaia est capable d’apporter. Les résultats présentés ici sont basés sur des couleurs préliminaires nécessaires à l’étalonnage de la photométrie en bande G (la bande large Gaia utilisée pour l’astrométrie). La publication des couleurs est prévue pour l’été 2017 (deuxième Catalogue Intermédiaire, Gaia-DR2).


© ESA/Gaia/DPAC/CU5/F. De Angeli, D.W. Evans, M. Riello (University of Cambridge)

D’après "Gaia Image of Week" du 28 janvier 2016.