Besoins en ressources humaines du SNO Gaia

Les besoins du SNO Gaia (actualisés en Février 2025) pour la préparation des prochains catalogues DR4 et DR5 sont décrits ci-dessous. Pour les responsabilités des différentes Unités de Coordination (Coordination Units = CU), voir la structure du Consortium d’Analyse de Données Gaia (DPAC).

• Validation des sources extragalactiques étendues (CU4-EO)

  Il faut assurer une forte expertise dans le domaine des méthodes de pointe de l’intelligence artificielle appliquées à la quantité massive de données produites par Gaia. Ces méthodes sont utilisées pour l’extraction morphologique des millions d’objets extragalactiques que sont : (i) les quasars avec galaxie hôte, (ii) les quasars multi-imagés par phénomène de lentille gravitationnelle et (iii) les galaxies étendues. Ces méthodes doivent être adaptées et doivent évoluer en fonction de l’accumulation des données en vue d’une analyse morphologique toujours plus fine.

• Vérification du traitement et validation des solutions des étoiles binaires et multiples (CU4-NSS)

  Un des apports essentiels des binaires est la détermination des masses dynamiques des composantes. Mais, au delà des solutions orbitales qui permettent cette détermination, (i) le choix entre, et le traitement de, plusieurs autres types de solutions doivent être mieux étudiées. (ii) La validation de toutes ces solutions peut par ailleurs conduire à la combinaison avec des observations complémentaires et aider à la caractérisation de systèmes à plus grande séparation. Par ailleurs, (iii) la présence connue d’artefacts instrumentaux dans la détection des étoiles binaires requiert une validation approfondie. Enfin, (iv) l’étude de la fonction de sélection peut également permettre d’améliorer la validation des solutions.

• Traitements, filtrage et validation des objets du système solaire (CU4-SSO)

  Il s’agit de garantir la présence d’une forte expertise dans le calcul d’orbite et les systèmes dynamiques, et/ou dans les propriétés physiques (analyse des spectres, de la photométrie, etc) pour vérifier la qualité des données des petits corps. Les outils développés pour les précédentes DR, uniques dans leur extrême précision, doivent être constamment adaptés à l’amélioration des mesures et à leur complexité croissante. Avec la production de DR4 et DR5 on s’attend à une croissance d’un facteur 5 du nombre d’observations à traiter, accompagné par la publication de nouvelles catégories de données à analyser : les masses des gros astéroïdes perturbateurs, les formes et propriétés de rotation, la taxonomie dérivé de la spectroscopie. L’interaction des propretés physiques avec l’astrométrie (effets de forme, présence de satellites, déjà identifiés dans la DR3) représente un challenge important à aborder avec des outils à développer.

• Optimisation des traitements spectroscopiques dans les champs denses (CU6)

  Le RVS est un spectrographe intégrale de champ. Les spectres des sources proches peuvent se contaminer mutuellement. Les programmes gérant la contamination présentent des performances insuffisantes dans les champs denses. Elles doivent être améliorées en DR5 pour maximiser le retour scientifique dans le bulbe Galactique et les amas globulaires.

• Développement de programmes pour faciliter l’exploitation des spectres « legacy » Gaia-DR5 (CU6)

  Avec le catalogue final Gaia-DR5, seront publiées des données dites « legacy ». Ces données permettront aux utilisateurs de retraiter les observations Gaia avec leurs propres méthodes. Des programmes émulant une partie des fonctionnalités des pipelines du consortium DPAC doivent être développés afin de servir de boite à outils modulaire pour les utilisateurs et faciliter l’utilisation des données « legacy ».

• Optimisation des traitements et validation des paramètres astrophysiques (CU8)

  Caractérisation des objets stellaires et non-stellaires à partir des données spectroscopiques (RVS), spectro-photometriques (XP) et astrométriques. Les trois points à soutenir sont (i) la validation des données du module FLAME (module qui produit les âges et masses stellaires), en particulier pour les binaires de type SB1 qui seront analysés par la CU4 en utilisant les inputs de FLAME, (ii) l’extension des méthodes de traitement et des données auxiliaires de GSPSpec (module qui produit la paramétrisation physico-chimique des étoiles à partir des spectres RVS) afin d’atteindre ses nouveaux objectifs, comme le traitement des étoiles variables, les étoiles de type-M, les carbonées, et l’estimation d’abondances de nouveaux éléments chimiques et (iii) la validation scientifique au niveau de la CU8 qui comprend une forte composante d’interface avec la CU9, responsable de la mise en place de l’archive (modèle des données), la vérification de la qualité des données dans l’archive et la documentation officielle. La validation scientifique comprend la préparation de catalogues de référence, les tests scientifiques et techniques, la conception d’outils de validation et de filtrage, la documentation et la définition du modèle de données. Pour DR3, la chaîne de traitement CU8 était structurée en 13 modules qui produisaient plus de 300 paramètres (tous à valider). En DR4 et DR5 ce chiffre va encore augmenter avec l’ajout de nouveaux traitements qui produiront de nouveaux paramètres.

• Validation des catalogues (CU9)

  Cette validation s’assure de la cohérence globale de l’ensemble des données des catalogues, indépendamment des producteurs de ces données. Il s’agit de valider conjointement les données astrométriques, photométriques, spectroscopiques, les paramètres astrophysiques, les sources multiples, variables et les objets étendus. Chaque nouveau catalogue demande de nouveaux tests, non seulement par l’ajout de nouveaux types de données, mais aussi par la précision accrue qui nécessite de mettre en place des tests de plus en plus précis. Ces nouveaux tests deviennent possibles à mettre en place grâce à la précision des données Gaia elles-mêmes mais aussi grâce aux nouveaux produits dérivés de données complémentaires venant de la communauté. En DR4 notamment les données par époque des sources stellaires et extra-galactiques vont être disponibles pour la première fois, présentant un nouveau défi pour les validations de par leur quantité et leurs nombreuses utilisations possibles.

• Fonction de sélection (CU9)

  La fonction de sélection décrit la complétude des données de Gaia qui résulte de la combinaison de la sélection des sources à bord du satellite, des pertes lors de la télémétrie, et des sélections successives appliquées au cours du processing et du post-processing des données selon des critères variés. Comprendre la complétude est essentielle pour étudier des populations d’objets à partir de Gaia et de sa combinaison avec d’autres grands relevés. La CU9 développe et fournit à la communauté des outils pour construire et visualiser les fonctions de sélection de sous-échantillons de Gaia. Ils doivent être étendus aux futures data releases et nouveaux types de produits à venir.