Bien qu'il soit surtout connu pour ses relevés des étoiles et sa cartographie de la Voie lactée en trois dimensions, Gaia de l'ESA a bien plus de cordes à son arc. Parmi eux, sa contribution à notre compréhension des astéroïdes qui jonchent le système solaire. Maintenant, pour la première fois, Gaia ne fournit pas seulement des informations cruciales pour comprendre les astéroïdes connus, il a également commencé à en chercher de nouveaux, jusqu'alors inconnue des astronomes.

Depuis le début des opérations scientifiques en 2014, Gaia a joué un rôle important dans la compréhension des objets du système solaire. Cela n'a jamais été l'objectif principal de Gaia - qui cartographie environ un milliard d'étoiles, environ 1% de la population stellaire de notre galaxie - mais c'est un effet secondaire précieux de son travail. Les observations de Gaia sur les astéroïdes connus ont déjà fourni des données utilisées pour caractériser les orbites et les propriétés physiques de ces corps rocheux plus précisément que jamais.

"Tous les astéroïdes que nous avons étudiés jusqu'à présent étaient déjà connus de la communauté astronomique, " explique Paolo Tanga, Planétologue à l'Observatoire de la Côte d'Azur, La France, responsable du traitement des observations du système solaire.

Ces astéroïdes ont été identifiés comme des taches dans les données Gaia qui étaient présentes dans une image et disparues dans une prise peu de temps après, suggérant qu'ils étaient en fait des objets se déplaçant contre les étoiles les plus éloignées.

Une fois identifié, les objets en mouvement trouvés dans les données Gaia sont comparés à des orbites d'astéroïdes connues pour nous dire quel astéroïde nous regardons. "Maintenant, " poursuit Tanga, "pour la première fois, nous trouvons des objets en mouvement qui ne peuvent être appariés à aucune étoile ou astéroïde catalogué."

Le processus d'identification des astéroïdes dans les données Gaia commence par un morceau de code connu sous le nom de logiciel Initial Data Processing (IDT) - qui a été largement développé à l'Université de Barcelone et fonctionne au Centre de traitement des données du Centre européen d'astronomie spatiale (ESAC ), Implantation de l'ESA en Espagne.

Ce logiciel compare plusieurs mesures prises de la même zone et distingue les objets observés mais introuvables dans les observations précédentes de la zone. Ce ne sont probablement pas des étoiles mais, au lieu, objets du système solaire se déplaçant dans le champ de vision de Gaia. Une fois trouvé, les valeurs aberrantes sont traitées par un pipeline logiciel au centre de données du Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) à Toulouse, La France, qui est dédié aux objets du système solaire. Ici, la source est croisée avec tous les corps mineurs connus dans le système solaire et si aucune correspondance n'est trouvée, alors la source est soit un astéroïde entièrement nouveau, ou celui qui n'a été qu'entrevu auparavant et dont l'orbite n'a jamais été caractérisée avec précision.

Bien que les tests aient montré que Gaia est très bon pour identifier les astéroïdes, il y a eu jusqu'à présent des obstacles importants à la découverte de nouveaux. Il y a des zones du ciel tellement encombrées que cela rend le travail de l'IDT de faire correspondre les observations de la même étoile très difficile. Lorsqu'il n'y parvient pas, un grand nombre de discordances se retrouvent dans le pipeline des objets du système solaire, contaminer les données avec de faux astéroïdes et rendre très difficile la découverte de nouveaux.

"Au début, nous avons été déçus lorsque nous avons vu à quel point les données étaient encombrées de discordances, " explique Benoit Carry, Observatoire de la Côte d'Azur, La France, qui est en charge de sélectionner les candidats Gaia alert. "Mais nous avons trouvé des moyens de filtrer ces discordances et ils fonctionnent ! Gaia a maintenant trouvé un astéroïde à peine observé auparavant."

L'astéroïde en question, surnommé Gaia-606, a été trouvé en octobre 2016 lorsque les données de Gaia ont montré une faible, source en mouvement. Les astronomes se sont immédiatement mis au travail et ont pu prédire la position du nouvel astéroïde vue du sol sur une période de quelques jours. Puis, à l'Observatoire de Haute Provence (sud de la France), William Thuillot et ses collègues Vincent Robert et Nicolas Thouvenin (Observatoire de Paris/IMCCE) ont pu pointer un télescope sur les positions prédites et montrer qu'il s'agissait bien d'un astéroïde qui ne correspondait à l'orbite d'aucun objet du système solaire précédemment répertorié.

Cependant, bien que n'étant présent dans aucun catalogue, une cartographie plus détaillée de la nouvelle orbite a montré que certaines observations éparses de l'objet existent déjà. Ce n'est pas rare avec de nouvelles découvertes où, comme Gaia-606 (maintenant renommé 2016 UV56), les objets qui semblent d'abord entièrement nouveaux se révèlent être des réobservations d'objets dont les observations précédentes n'étaient pas suffisantes pour cartographier leurs orbites.

"C'était vraiment un astéroïde qui n'est présent dans aucun catalogue, et c'est une découverte passionnante !" explique Thuillot. il est clairement très proche et montre à quel point nous sommes proches de trouver un objet du système solaire jamais vu auparavant avec Gaia. »

Gaia-606 a été trouvé dans la ceinture principale d'astéroïdes, ce qui n'est pas surprenant étant donné le nombre d'astéroïdes qui y existent. Cependant, Gaia fournit également des données provenant de pans du ciel non observés de manière approfondie par les enquêtes au sol existantes, ce qui lui donne la possibilité de trouver des astéroïdes dans des zones où d'autres ne regarderaient pas. L'une de ces zones est une région proche du soleil vue de la Terre. Les observations sont faites depuis la Terre pendant la nuit lorsque l'angle entre n'importe quelle source et le soleil est assez grand, tandis que Gaia peut faire des observations à tout moment et ainsi observer des objets beaucoup plus proches du soleil. Cela donne à Gaia le potentiel passionnant d'observer des astéroïdes en orbite autour de l'orbite terrestre - ils sont connus sous le nom d'astéroïdes Atira et seulement seize sont actuellement connus.

Gaia a également le potentiel de faire des découvertes aux hautes latitudes écliptiques. Non pas parce que les relevés au sol des objets du système solaire ne peuvent pas y être observés, mais parce qu'ils ont tendance à ne pas le faire. La grande majorité des astéroïdes existent dans le plan de l'écliptique et, par conséquent, c'est ici que la plupart des enquêtes concentrent leurs efforts. Gaia n'a pas de tels préjugés et scrute le ciel entier, lui donnant le potentiel de découvrir de nouveaux astéroïdes dans les zones les moins peuplées manquées par d'autres enquêtes.

"Alors que le rôle principal de Gaia dans la science du système solaire reste sa capacité à caractériser le mouvement et les propriétés physiques des astéroïdes connus, il a maintenant montré qu'il peut aussi jouer un rôle dans la recherche de nouveaux, en ajoutant à son catalogue toujours croissant d'objets du système solaire, " conclut Tanga.