L'observatoire spatial Gaia de l'ESA est une mission ambitieuse consistant à construire une carte tridimensionnelle de notre galaxie en effectuant des mesures de haute précision de plus d'un milliard d'étoiles. Cependant, dans son voyage pour cartographier les soleils lointains, Gaia révolutionne un domaine beaucoup plus proche de chez nous. En cartographiant avec précision les étoiles, il aide les chercheurs à retrouver les astéroïdes perdus.

Utiliser les étoiles pour repérer les astéroïdes

Gaia cartographie la galaxie en scannant à plusieurs reprises tout le ciel. Au cours de sa mission prévue, il a observé chacune de ses plus d'un milliard d'étoiles cibles environ 70 fois pour étudier comment leur position et leur luminosité changent au fil du temps.

Les étoiles sont si éloignées de la Terre que leurs mouvements entre les images sont très faibles, c'est pourquoi Gaia doit mesurer leurs positions avec autant de précision pour même remarquer une différence. Cependant, parfois Gaia repère des sources lumineuses faibles qui se déplacent considérablement d'une image d'une certaine région du ciel à l'autre, ou ne sont même repérés que sur une seule image avant de disparaître.

Pour traverser le champ de vision de Gaïa si rapidement, ces objets doivent être situés beaucoup plus près de la Terre.

En vérifiant les positions de ces objets par rapport aux catalogues des corps connus du système solaire, beaucoup de ces objets s'avèrent être des astéroïdes connus. Certains, cependant, sont identifiés comme des détections potentiellement nouvelles et sont ensuite suivis par la communauté astronomique via le réseau de suivi Gaia pour les objets du système solaire. Grâce à ce processus, Gaia a réussi à découvrir de nouveaux astéroïdes.

Objet trouvé

Ces observations directes d'astéroïdes sont importantes pour les scientifiques du système solaire. Cependant, Les mesures très précises de Gaia de la position des étoiles offrent une image encore plus percutante, mais indirecte, avantage pour le suivi des astéroïdes.

"Quand nous observons un astéroïde, nous regardons son mouvement par rapport aux étoiles de fond pour déterminer sa trajectoire et prédire où il sera dans le futur, " explique Marco Micheli du Centre de coordination des objets géocroiseurs de l'ESA. " Cela signifie que plus nous connaissons avec précision les positions des étoiles, plus nous pourrons déterminer de manière fiable l'orbite d'un astéroïde passant devant eux."

En collaboration avec l'Observatoire Européen Austral (ESO), L'équipe de Marco a participé à une campagne d'observation ciblant le TC4 2012, un petit astéroïde qui devait passer près de la Terre. Malheureusement, depuis que l'astéroïde a été repéré pour la première fois en 2012, il était devenu de plus en plus faible à mesure qu'il s'éloignait de la Terre, devenant finalement inobservable. L'endroit où il apparaîtrait dans le ciel au moment de la prochaine campagne n'était pas bien connu.

"La région possible du ciel où l'astéroïde pourrait apparaître était plus grande que la zone que le télescope pouvait observer à un moment donné, " dit Marco. " Nous avons donc dû trouver un moyen d'améliorer notre prédiction de l'endroit où se trouverait l'astéroïde. "

"J'ai revu les premières observations de 2012. Gaia avait depuis fait des mesures plus précises des positions de certaines des étoiles à l'arrière-plan des images, et je les ai utilisées pour mettre à jour notre compréhension de la trajectoire de l'astéroïde et prédire où il apparaîtrait."

"Nous avons pointé le télescope vers la zone prévue du ciel en utilisant les données de Gaia et nous avons trouvé l'astéroïde lors de notre première tentative."

"Notre prochain objectif était de mesurer avec précision la position de l'astéroïde, mais nous avions très peu d'étoiles dans notre nouvelle image à utiliser comme référence. Il y avait 17 étoiles répertoriées dans un catalogue plus ancien et seulement quatre étoiles mesurées par Gaia. J'ai fait des calculs en utilisant les deux ensembles de données."

"Plus tard dans l'année, alors que l'astéroïde avait été observé plusieurs fois par d'autres équipes et que sa trajectoire était mieux connue, il est devenu clair que les mesures que j'avais faites en utilisant seulement quatre étoiles Gaia étaient beaucoup plus précises que celles utilisant les 17 étoiles. C'était vraiment incroyable."

Assurer la sécurité de la Terre

Cette même technique est appliquée aux astéroïdes qui n'ont jamais été perdus, permettant aux chercheurs d'utiliser les données de Gaia pour déterminer leurs trajectoires et leurs propriétés physiques avec plus de précision que jamais.

Cela les aide à mettre à jour les modèles de population d'astéroïdes et à approfondir notre compréhension du développement des orbites des astéroïdes, par exemple, en mesurant des effets dynamiques subtils qui jouent un rôle clé en poussant de petits astéroïdes sur des orbites qui pourraient les voir entrer en collision avec la Terre.