vendredi 17 février 2017

La vitesse du Soleil mesurée grâce aux données astrométriques de Gaia


La vitesse du Soleil autour de Sgr A* vient d'être mesurée avec une précision de 9 km/s à partir des premières données astrométriques fournies par la mission Gaia. Avec les données complètes en fin de mission, notre vitesse de rotation dans la Galaxie pourra être connue à 1 km/s près. 




Tout est en mouvement dans l'Univers, la Lune tourne autour de la Terre, la Terre tourne autour du Soleil, le Soleil tourne autour du centre galactique, et la Galaxie est en rotation dans le groupe Local qui  dévale le puits de potentiel gravitationnel du superamas Laniakea. Pour connaître quelle est la vitesse du Soleil au sein de notre Galaxie, il existe une méthode imparable : mesurer quelle est la vitesse relative des étoiles proches de nous, c'est à dire leur vitesse par rapport à celle du Soleil, la vitesse que nous parvenons à mesurer depuis notre référentiel. 
Les étoiles qui montrent une vitesse relative nulle se déplacent donc à la même vitesse que le Soleil. A l'inverse, des étoiles qui auraient une vitesse de rotation nulle devraient montrer une vitesse relative égale en valeur absolue à la vitesse du Soleil. C'est en exploitant cette méthode qu'une équipe canadienne a réussi à mesurer avec une bonne précision la vitesse de rotation du Soleil. Evidemment, des étoiles qui auraient une vitesse de rotation nulle ne peuvent pas rester très longtemps en place, sans vitesse de rotation, elles tombent inéluctablement vers le centre de la Galaxie. 

C'est exactement ce qu'observent Jason Hunt et ses collègues : en mesurant les vitesses relatives de 200 000 étoiles proches grâce aux données du relevé RAVE (RAdial Velocity Experiment) conduit entre 2003 et 2013 sur 500 000 étoiles et du premier jeu de données de Gaia (200 000 étoiles), ils trouvent un peu toutes les valeurs de vitesses, positives et négatives, avec un pic plus important autour de 0 km/s (vitesse similaire à celle du Soleil), mais surtout avec un déficit significatif situé à -239 km/s. 
Ce déficit doit correspondre à des étoiles ayant un moment cinétique très faible ayant donc une vitesse de rotation proche de 0 km/s, donnant donc immédiatement la vitesse du Soleil : 239 ±9 km/s.

Et il y a mieux : à partir de la vitesse du Soleil autour de Sgr A* et de la mesure de la vitesse propre du centre galactique (la vitesse apparente par rapport à des galaxies lointaines), les chercheurs peuvent utiliser une méthode simple de triangulation pour évaluer quelle est la distance exacte séparant le Soleil du centre de la Galaxie. La distance obtenue vaut  7,9 ±0,3 kpc (soit 25754 ± 978 années-lumière), avec donc une précision de 3,8%.

Ces résultats ne sont pas encore plus précis que des mesures antérieures de vitesse et de distance mais ils sont de bonne augure, car en extrapolant avec ce que fournira Gaia à la fin de sa mission fin 2017 avec les positions et vitesses de près de 1 milliard d'étoiles, les astrophysiciens Canadiens montrent que la précision sur la vitesse et la distance au centre seront grandement améliorées et surpasseront les meilleures mesures actuelles.


Référence

Detection of a Dearth of Stars with Zero Angular Momentum in the Solar Neighborhood
Jason A. S. Hunt et al.
The Astrophysical Journal Letters, Volume 832, Number 2 (23 novembre 2016)


Illustrations

1) Image mosaïque donnant un panorama de notre galaxie sur 360° (ESO)

2) Distribution de vitesses relatives mesurée par J. Hunt et al. (échelle logarithmique)

1 commentaire :

Popaul a dit…

Que voilà pour la galaxie un référentiel absolu qui ...tombe bien !