En 2013, l'Agence spatiale européenne (ESA) a déployé le Gaia mission, un observatoire spatial conçu pour mesurer les positions des mouvements des corps célestes. Au cours des quatre dernières années, Gaia a étudié des étoiles lointaines, des planètes, des comètes, des astéroïdes, des quasars et d'autres objets astronomiques, et les données qu'elle a acquises seront utilisées pour construire le catalogue spatial 3D le plus grand et le plus précis jamais réalisé, totalisant 1 milliard d'objets.
Utilisation des données fournies par Gaia, une équipe de scientifiques internationaux a mené une étude sur l'amas d'étoiles récemment découvert connu sous le nom de Gaia 1. Situé à environ 15 000 années-lumière de la Terre et mesurant environ 29 années-lumière de rayon, une grande partie de cet amas est restée inconnue. En tant que telle, cette étude a permis de placer des contraintes sur un certain nombre de mystères de cet amas d'étoiles, notamment son âge, sa métallicité et son origine.
Pour les besoins de leur étude, récemment publiée dans la revue Astronomie et astrophysique sous le titre «Analyse détaillée de l'abondance chimique de l'amas d'étoiles à disque épais Gaia 1», l'équipe a mené une étude détaillée de l'abondance chimique de Gaia 1 pour déterminer ses paramètres inconnus. À partir de là, des estimations précises de son âge et de sa composition seront probablement désormais possibles.
Ce groupe d'étoiles a été identifié pour la première fois en mai 2017, grâce à la première publication de données - aka. Data Release 1 (DR1) - de l'ESA. Basé sur la photométrie fournie parGaia, le levé à ciel ouvert de deux microns (2MASS), l'explorateur de levé infrarouge à large champ (WISE) et le télescope de levé panoramique et le système de réponse rapide (Pan-STARRS1) - l'objet a été caractérisé comme étant un âge intermédiaire (6,3 milliards ans) et un système moyennement riche en métaux.
Cette photométrie combinée a également indiqué que l'amas avait un rayon d'environ 29 années-lumière et contenait jusqu'à 20 000 masses solaires. Cependant, d'autres études ont révélé que le cluster était en réalité beaucoup plus riche en métaux qu'on ne le pensait auparavant. Cela indiquait que Gaia 1 était probablement beaucoup plus jeune, les estimations affirmant maintenant qu'il avait au moins 3 milliards d'années.
De plus, ces études ultérieures ont également soulevé la possibilité que l'amas soit d'origine extra-galactique, basé sur le fait qu'il orbite à environ 5500 années-lumière (~ 1,7 kpc) au-dessus du disque de la Voie lactée. Pour y remédier, l'équipe - dirigée par Andreas Koch de l'Université de Lancaster et le Center for Astronomy Heidelberg - a utilisé les données de Gaia afin de mener une étude détaillée de la richesse en métal du cluster pour avoir une meilleure idée de son âge. .
Comme ils l'ont déclaré dans leur étude: «[T] son travail se concentre sur une analyse détaillée de l'abondance chimique de quatre membres géants rouges de Gaia 1, basée sur la spectroscopie à haute résolution, que nous complétons par une enquête sur les propriétés orbitales de cet objet de transition . " Cela consistait à mesurer l'abondance de 14 éléments au sein de ces étoiles géantes rouges, qui ont été sélectionnés à partir du relevé 2MASS.
Ce qu'ils ont déterminé, c'est que le Gaia 1 était plus pauvre en métaux que prévu, ce qui indique qu'il est plus ancien que les estimations d'âge révisées indiquées - entre 3 milliards et 5,3 milliards d'années. En outre, ils ont également mesuré les mouvements et les orbites appropriés des quatre étoiles cibles, en utilisant les données obtenues du cinquième catalogue d'astrographes CCD de l'Observatoire naval des États-Unis (UCAC5).
Ces informations ont révélé qu'au cours de leurs orbites, les quatre étoiles cibles atteindraient une distance maximale de 3262 années-lumière (1,0 kpc) au-dessus du disque galactique, ce qui indique qu'elles n'étaient pas d'origine extra-galactique. Enfin, mais non des moindres, ils ont indiqué que la structure de Gaia 1 n'était pas vraiment conforme à celle d'un amas globulaire, comme elle avait été initialement désignée. Comme ils concluent dans leur étude:
«Cela confirme que Gaia 1 est plutôt un amas ouvert massif et lumineux qu'un amas globulaire de faible masse. Enfin, les calculs orbitaux des étoiles cibles renforcent nos découvertes chimiques de l'appartenance actuelle de Gaia 1 au disque épais, même si on ne sait pas encore, quels mécanismes le placent à cet endroit. »
Bien que cette étude ait aidé à placer des contraintes sur l'un des objets Gaia récemment découverts, l'équipe reconnaît qu'il reste encore beaucoup à découvrir sur cet amas d'étoiles. Ils reconnaissent également qu'il existe une marge d'erreur en ce qui concerne leur étude et que des recherches supplémentaires sont nécessaires avant que Gaia 1 puisse être correctement classé.
"Cependant, l'allusion d'une métallicité répartie entre différentes études dans la littérature peut pointer vers une origine plus complexe qui pourrait impliquer un progéniteur une fois de plus massif", déclarent-ils. "Ainsi, la question de sa formation exacte et de son origine reste floue et doit attendre plus de données telles que les parallaxes précises et exactes que Gaia peut offrir."
Ce groupe nouvellement découvert, et toutes les tentatives pour mieux le comprendre, ne sont que la pointe de l'iceberg en ce qui concerne ce que le Gaia mission a révélé jusqu'à présent. La deuxième version officielle des données de Gaia - alias. Gaia DR2 - devrait avoir lieu en avril 2018. Elle sera suivie d'une troisième version en 2020 et, sauf extension de mission, d'une quatrième et dernière version en 2022.
