L'année dernière, La mission Gaia de l'ESA a aidé les astronomes à faire des observations uniques de la plus grande lune de Neptune, Triton, en passant devant une étoile lointaine. Ceci est un aperçu de la superbe qualité et de la polyvalence des données Gaia qui seront publiées en avril.

Lorsqu'un petit corps du système solaire comme une lune ou un astéroïde passe devant une étoile et bloque temporairement sa lumière, l'occultation est une chance extraordinaire pour les astronomes d'étudier les propriétés de l'objet au premier plan. Et, bien sûr, plus la prédiction des positions des deux objets dans le ciel est précise, meilleures sont les observations.

C'est pourquoi, lorsqu'un groupe d'astronomes prévoyait d'observer l'occultation rare d'une étoile lointaine par la lune de Neptune Triton le 5 octobre 2017, ils ont fait une demande spéciale à l'équipe Gaia.

Les astronomes, animé par Bruno Sicardy de l'Université Pierre et Marie Curie et de l'Observatoire de Paris, La France, avait utilisé toutes les observations disponibles pour calculer la trajectoire que l'ombre de la lune balaierait sur notre planète. En moins de trois minutes, l'occultation traverserait d'abord l'Europe et l'Afrique du Nord, rapidement vers l'Amérique du Nord.

Ils savaient que quelque part, dans ce tronçon de quelques milliers de kilomètres de large, se trouverait une fine bande très spéciale, seulement environ 100 km de diamètre. Les observateurs situés sur cette bande seraient parfaitement alignés avec Triton et l'étoile lointaine, et donc capable de voir le flash dit central.

Ce brillant éclaircissement de l'étoile se produit à mi-chemin de l'occultation, et est causée par la focalisation de la lumière des étoiles par les couches profondes de l'atmosphère de la lune – à environ 10 km au-dessus de la surface. Le flash central contient des informations essentielles pour étudier le profil de l'atmosphère de Triton et la présence éventuelle de brume dans celle-ci.

Pour affiner les meilleurs endroits pour observer l'occultation, et éventuellement le flash, les astronomes se sont tournés vers Gaia et ses mesures d'une précision sans précédent des positions de plus d'un milliard d'étoiles.

Ils ont obtenu une première estimation en utilisant la position de l'étoile à partir du premier lot de données Gaia (Gaia DR1), qui ont été rendus publics en 2016. Cependant, la connaissance du mouvement propre de l'étoile - comment elle se déplace dans le ciel au fil des ans - améliorerait considérablement leur estimation.

Alors ils ont approché l'équipe Gaia, demander à recevoir des informations supplémentaires sur le mouvement de l'étoile dans le ciel à partir de la deuxième version à venir des données Gaia (Gaia DR2), qui est prévu pour le 25 avril 2018.

Ayant reconnu l'importance de ces observations, l'équipe Gaia a publié non seulement la position préliminaire et le mouvement propre de l'étoile occultée de DR2, mais aussi les positions de 453 autres étoiles qui pourraient être utilisées pour affiner l'estimation de l'orbite de Triton. Avec ces informations supplémentaires, ils ont recalculé l'emplacement de la bande mince où le flash central serait observé, en le déplaçant à environ 300 km au sud de la prévision précédente.

Venez le 5 octobre, une grande collaboration d'astronomes professionnels et amateurs dispersés sur trois continents était prête à observer l'occultation de Triton dans plus d'une centaine de stations.

Près de quatre-vingts d'entre eux ont pu suivre le phénomène, et l'amélioration de la prévision des emplacements d'observation sur la base des données spécialement publiées, les données préliminaires de Gaia DR2 ont conduit à vingt-cinq détections réussies du flash central, de l'Espagne et du Portugal au sud de la France et au nord de l'Italie. Les astronomes sont maintenant occupés à analyser les données recueillies lors de cette campagne pour en savoir plus sur l'atmosphère de Triton.

Cette occultation était une occasion rare de détecter d'éventuels changements dans la pression atmosphérique de Triton près de trente ans après le survol de la sonde Voyager de la NASA en août 1989. Les observations du flash central peuvent également fournir des informations uniques pour détecter d'éventuels vents près de la surface de Triton; l'analyse actuelle des données indique une atmosphère calme et immobile.

Avec la libération du poste, la parallaxe et le mouvement propre de plus de 1,3 milliard d'étoiles mesurés avec une précision sans précédent, Gaia fournira une ressource inestimable pour toutes les branches de l'astrophysique. Il sera également d'une grande aide aux astronomes professionnels et amateurs qui planifieront l'observation des occultations stellaires par les corps du système solaire à l'avenir, dont celle d'une autre étoile par Triton le 6 octobre 2022.