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10 octobre 2023 : Gaia FPR, encore des données !

Le 10 Octobre 2023, une nouvelle publication de données Gaia va apporter son lot de nouveautés pour une liste restreinte (restreinte à l’échelle de Gaia !) d’objets spécifiques : le "Focused Product Release" (FPR), que l’on peut traduire par "De nouveaux objets sous l’œil de Gaia".

Plusieurs évènements sont organisés à cette occasion dans les différents pays participants, dont une conférence de presse au CNES (Toulouse) de 9:30 à 11:30, ainsi qu’un évènement TWITCH le mercredi 11 octobre à 12:00. Communiqué de presse du CNES. Contact : Angélique Barbier.

Ces nouvelles données sont essentiellement basées sur l’analyse des 34 premiers mois de mission, comme Gaia DR3, sauf pour les objets du système solaire et les sources de la région de l’amas globulaire Omega Centauri qui bénéficieront des 66 premiers mois de données.

Cette nouvelle publication comprendra :

Le tableau suivant donne un résumé de ces nouvelles données sur 1 812 236 358 sources, soit un peu plus que dans Gaia DR3.

Période d’observation 66 mois de données 34 mois de données
Gaia FPR Gaia FPR Gaia DR3
Sources avec astrométrie AGIS (*) - - 1 467 744 818
Sources avec astrométrie SIF (**), champ très dense 526 457 - -
Sources avec magnitude G - - 1 806 254 432
Sources avec magnitude G, photométrie SIF 526 587 - -
Variables à longue période - - 1 720 588
Variables à longue période avec vitesses radiales à chaque époque d’observation - 9 614 -
Sources avec DIB dans leur spectre RVS - données de Gaia DR3 472 584
Détection de DIBs dans les spectres binnés - 235 428 -
Quasars utilisés pour la recherche de lentilles gravitationnelles - 3 760 032 -
Potentielles composantes de lentilles gravitationnelles - 4 760 920 -
Objets du Système Solaire 156 823 - 158 152
Objets du Système Solaire : astrométrie par transit 46 264 083 - 23 336 467
Objets du Système Solaire : orbites 156 762 - 154 741
Objets du Système Solaire : satellites de planètes 31 - 31

* AGIS = Astrometric Global Iterative Solution = solution obtenue à partir des observations du champ astrométrique
** SIF = Service Interface Function = solution obtenue à partir des observations des repéreurs d’objets

Amas globulaire Omega Centauri

Les données astrométriques et les magnitudes G des étoiles de la région de l’amas globulaire Omega Centauri proviennent d’une chaîne de traitement particulière, dédiée à une dizaine de champs très denses. Les 9 colonnes de CCDs du champ astrométrique et les deux des photomètres bleu (BP) et rouge (RP) ne permettent de traiter "que" moins d’environ un million d’étoiles par degré2 maximum. Pour le champ spectroscopique, la limite est d’environ 35000 objets par degré2. Pour traiter les champs plus denses, ce sont les images acquises par les CCDs des deux colonnes des repéreurs d’objets qui sont utilisés. Voir le schéma du plan focal de Gaia, Gaia Collaboration et al. (2016b) et la documentation de Gaia DR3 pour plus de détails.

Mesures de vitesse radiale pour les étoiles variables à longue période, à chaque époque d’observation

Gaia DR3 était déjà un grand saut en avant pour les étoiles variables en général et pour les variables à longue période en particulier : les surveys sol contenaient environ 1,5 million d’étoiles en 2018, Gaia DR3 10 millions en 2022, dont 1,72 million d’étoiles variables à longue période. Les variables à longue période regroupent Miras et variables semi-régulières, les géantes avec de longues périodes secondaires et les géantes rouges ellipsoïdales. Gaia FPR va apporter les vitesses radiales d’environ 10000 variables à longue période à chaque époque d’observation, ainsi que les variations photométriques en G, BP et RP de ces mêmes étoiles et que l’analyse statistique de ces séries de mesures.

Bandes interstellaires diffuses (DIBs)

Dans les spectres du Spectromètre Gaia (le RVS), la plupart des raies sont des raies de différents atomes (calcium, hydrogène, fer, silicium, hélium, azote, etc). Ces raies sont produites dans l’atmosphère des étoiles et reflètent la présence et l’abondance de ces éléments. D’autres raies, souvent plus larges, sont dues à la présence de matière interstellaire entre les étoiles observées et Gaia. Ces raies sont de la famille des bandes interstellaires diffuses (Diffuse Interstellar Bands, ou DIBs, en anglais), dont on ne sait pas actuellement par quelles molécules elles sont crées. La force (profondeur et largeur) de ces raies est corrélée à la quantité de matière interstellaire présente entre les étoiles observées et Gaia. Les spectres "binnés" en longitudes et latitudes galactiques ainsi qu’en distance permettent de faire une carte détaillée en 3 dimensions des caractéristiques de deux raies DIBs, à 862.1 nm et 864.8 nm, et de leurs incertitudes.

Environnement des quasars et recherche de lentilles gravitationnelles

Gaia balaye le ciel en permanence et mesure les positions et magnitudes de tous les objets plus brillants que la magnitude 21 environ se trouvant dans l’un de ses deux champs de vision. Les catalogues Gaia DR2 et DR3 sont incomplets pour les objets très proches l’un de l’autre, de séparation inférieure à environ 2", alors que Gaia les détecte au-delà de 0.2". Peu de lentilles gravitationnelles sont actuellement connues : environ 70 quadruples et 350 doubles. Ces images sont typiquement dans un rayon de 1" les unes des autres et le mode d’observation de Gaia est parfaitement adapté à leur découverte. Gaia a déjà contribué à la découverte d’un certain nombre de "Croix d’Einstein", voir Découverte de 12 Croix d’Einstein. Une nouvelle chaîne de traitement, à base de plusieurs algorithmes d’intelligence artificielle, a été développée pour détecter les sources proches des 3.8 millions de quasars connus et déterminer si ce sont des images du quasar : 4.8 millions de sources ont ainsi été détectées à moins de 6" des quasars. Une première analyse conduit à une liste de 381 candidates lentilles gravitationnelles.

Des données astrométriques et des orbites plus précises pour les objets du système solaire

Tous les objets du Système Solaire, astéroïdes et satellites naturels de planètes, déjà publiés dans Gaia DR3 sont présents dans Gaia FPR, mais avec 66 mois de données au lieu de 33, soit le double de données astrométriques. En conséquence, le calcul des orbites est nettement plus précis et les masses beaucoup mieux déterminées. De plus, les prédictions des occultations d’étoiles par ces astéroïdes ou satellites naturels de planètes (ou même par Pluton) sont, elles aussi, beaucoup précises.
 
Références (en anglais)

Articles décrivant les différents "Focused Products" (publication prévue en octobre 2023).