En utilisant une nouvelle méthode et des données du télescope spatial Gaia, des astronomes de l'Université de Toronto ont estimé que la vitesse du Soleil en orbite autour du centre de la Voie lactée est d'environ 240 kilomètres par seconde.

À son tour, ils ont utilisé ce résultat pour calculer que le Soleil est à environ 7,9 kiloparsecs du centre de la Galaxie, soit près de vingt-six mille années-lumière.

À l'aide des données du télescope spatial Gaia et de l'enquête RAdial Velocity Experiment (RAVE), Jason Hunt et ses collègues ont déterminé les vitesses de plus de 200, 000 étoiles par rapport au Soleil. Hunt est Dunlap Fellow au Dunlap Institute for Astronomy &Astrophysics, Université de Toronto.

Les collaborateurs ont trouvé une distribution sans surprise des vitesses relatives :il y avait des étoiles se déplaçant plus lentement, plus rapide et au même rythme que le Soleil.

Mais ils ont également constaté une pénurie d'étoiles avec une vitesse orbitale galactique d'environ 240 kilomètres par seconde plus lente que celle du Soleil. Les astronomes ont conclu que les étoiles manquantes étaient des étoiles avec un moment angulaire nul; c'est-à-dire qu'ils n'avaient pas fait le tour de la Galaxie comme le Soleil et les autres étoiles de la Voie Lactée ;

"Les étoiles avec un moment angulaire très proche de zéro auraient plongé vers le centre galactique où elles seraient fortement affectées par les forces gravitationnelles extrêmes qui y sont présentes, ", dit Hunt. "Cela les disperserait sur des orbites chaotiques les emmenant bien au-dessus du plan galactique et loin du voisinage solaire."

"En mesurant la vitesse avec laquelle les étoiles proches tournent autour de notre Galaxie par rapport au Soleil, " dit Hunt, "nous pouvons observer un manque d'étoiles avec une vitesse relative négative spécifique. Et parce que nous savons que ce pendage correspond à 0 km/sec, il nous dit, à son tour, à quelle vitesse nous avançons."

Hunt et ses collègues ont ensuite combiné cette découverte avec le mouvement approprié du trou noir supermassif connu sous le nom de Sagittaire A* ("A-star") qui se trouve au centre de la Galaxie pour calculer la distance de 7,9 kiloparsec.

Le mouvement propre est le mouvement d'un objet dans le ciel par rapport à des objets d'arrière-plan distants. Ils ont calculé la distance de la même manière qu'un cartographe triangule la distance à un point de repère terrestre en l'observant à partir de deux positions différentes distantes d'une distance connue.

Le résultat a été publié dans Lettres de revues astrophysiques en décembre 2016.

La méthode a été utilisée pour la première fois par le co-auteur de Hunt, actuel président du département d'astronomie et d'astrophysique de l'Université de Toronto, Pr Ray Calberg, et collaborateur de Carlberg, Pr Kimmo Innanen. Mais le résultat auquel Carlberg et Innanen sont arrivés était basé sur moins de 400 étoiles.

Gaia crée une dynamique, carte tridimensionnelle de la Voie Lactée en mesurant les distances, positions et mouvement propre des étoiles. Hunt et ses collègues ont basé leur travail sur la publication initiale des données de Gaia, qui comprenait des centaines de milliers d'étoiles. Au terme de sa mission de 5 ans, la mission spatiale aura cartographié plus d'un milliard d'étoiles.

Les résultats de vitesse et de distance ne sont pas significativement plus précis que d'autres mesures. Mais selon Hunt, « La sortie finale de Gaia fin 2017 devrait nous permettre d'augmenter la précision de notre mesure de la vitesse du Soleil à environ un km/sec, ce qui à son tour augmentera considérablement la précision de notre mesure de notre distance par rapport au centre galactique."