En 2013, l'Agence spatiale européenne a déployé l'observatoire spatial Gaia tant attendu. Faisant partie des quelques observatoires spatiaux de nouvelle génération qui seront construits avant la fin de la décennie, cette mission a passé les dernières années à cataloguer plus d'un milliard d'objets astronomiques. En utilisant ces données, les astronomes et les astrophysiciens espèrent créer la carte 3D la plus grande et la plus précise de la Voie lactée à ce jour.
Bien qu'il soit presque au terme de sa mission, une grande partie de ses premières informations portent encore leurs fruits. Par exemple, en utilisant la publication initiale des données de la mission, une équipe d’astrophysiciens de l’Université de Toronto a réussi à calculer la vitesse à laquelle le Soleil orbite autour de la Voie lactée. À partir de cela, ils ont pu obtenir pour la première fois une estimation précise de la distance entre notre Soleil et le centre de la galaxie.
Depuis quelque temps, les astronomes ne savent pas exactement à quelle distance notre système solaire est du centre de notre galaxie. Cela est en grande partie lié au fait qu'il est impossible de le voir directement, en raison d'une combinaison de facteurs (c'est-à-dire la perspective, la taille de notre galaxie et les barrières de visibilité). En conséquence, depuis l'an 2000, les estimations officielles ont varié entre 7,2 et 8,8 kiloparsecs (~ 23 483 à 28 700 années-lumière).
Pour les besoins de leur étude, l'équipe - dirigée par Jason Hunt, boursier Dunlap au Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics de l'Université de Toronto - a combiné la version initiale de Gaia avec les données de la RAdial Velocity Experiment (RAVE). Cette enquête, réalisée entre 2003 et 2013 par l'Observatoire astronomique australien (AAO), a mesuré les positions, les distances, les vitesses radiales et les spectres de 500 000 étoiles.
Plus de 200 000 de ces étoiles ont également été observées par Gaia et des informations à leur sujet ont été incluses dans sa première publication de données. Comme ils l'expliquent dans leur étude, publiée dans le Journal of Astrophysical Letters en novembre 2016, ils l'ont utilisé pour examiner les vitesses auxquelles ces étoiles tournent autour du centre de la galaxie (par rapport au Soleil), et ont découvert au cours du processus qu'il y avait une distribution apparente dans leurs vitesses relatives.
En bref, notre Soleil se déplace autour du centre de la Voie lactée à une vitesse de 240 km / s (149 mi / s), ou 864 000 km / h (536 865 mph). Naturellement, certains des plus de 200 000 candidats se déplaçaient plus rapidement ou plus lentement. Mais pour certains, il n'y avait pas de moment angulaire apparent, qu'ils attribuent à la dispersion de ces étoiles sur des «orbites chaotiques de type halo lorsqu'elles traversent le noyau galactique».
Comme Hunt l'a expliqué dans le communiqué de presse du Dunlap Institute:
«Des étoiles avec un moment angulaire très proche de zéro se seraient enfoncées vers le centre galactique où elles seraient fortement affectées par les forces gravitationnelles extrêmes qui y sont présentes. Cela les disperserait en 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, nous pouvons observer un manque d'étoiles avec un négatif spécifique vitesse relative. Et parce que nous savons que ce creux correspond à 0 km / sec, il nous indique, à son tour, à quelle vitesse nous nous déplaçons. »
L'étape suivante consistait à combiner ces informations avec les calculs de mouvement appropriés du Sagittaire A * - le trou noir supermassif supposé être au centre de notre galaxie. Après avoir corrigé son mouvement par rapport aux objets d'arrière-plan, ils ont réussi à trianguler efficacement la distance de la Terre au centre de la galaxie. Ils en ont déduit une distance estimée de 7,6 à 8,2 kpc, ce qui correspond à environ 24 788 à 26 745 années-lumière.
Cette étude s'appuie sur des travaux antérieurs menés par les co-auteurs de l'étude - le professeur Ray Calberg, l'actuel président du Département d'astronomie et d'astrophysique de l'Université de Toronto. Il y a des années, lui et le professeur Kimmo Innanen du Département de physique et d'astronomie de l'Université York ont mené une étude similaire en utilisant la mesure de la vitesse radiale de 400 étoiles de la Voie lactée.
Mais en incorporant des données de l'observatoire de Gaia, l'équipe UofT a pu obtenir un ensemble de données beaucoup plus complet et réduire considérablement la distance jusqu'au centre galactique. Et cela était basé uniquement sur les données initiales publiées par la mission Gaia. Pour l'avenir, Hunt prévoit que de nouvelles publications de données permettront à son équipe et à d'autres astronomes d'affiner encore plus leurs calculs.
"La version 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", a-t-il déclaré, "ce qui à son tour augmentera considérablement la précision de notre mesure de notre distance par rapport à la Centre galactique. "
Alors que de nouveaux télescopes et observatoires spatiaux de nouvelle génération sont déployés, nous pouvons nous attendre à ce qu'ils nous fournissent une multitude de nouvelles informations sur notre Univers. Et à partir de cela, nous pouvons nous attendre à ce que les astronomes et les astrophysiciens commencent à éclairer un certain nombre de questions cosmologiques non résolues.
