GAIA et le système solaire GAIA et le système solaire n La mission n L’instrument n Les objets observables n La science, applications n À venir, étapes.

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2 GAIA et le système solaire GAIA et le système solaire n La mission n L’instrument n Les objets observables n La science, applications n À venir, étapes suivantes Journées scientifiques de l’IMC  PARIS 7-9 juin ’00

3  Présentation de la mission n Objectif principal : formation & évolution de notre galaxie n Nombreuses applications u exo-planètes, relativité générale, système solaire, … n Bien mieux que Hipparcos Hipparcos u magnitude limite  V<20 u pas de catalogue d’entrée (détecté=>observé)

4  Instrument : satellite - télescope n Orbite L2, une station au sol n Loi de balayage particulière n Télescope 1.7mx0.7m, 2 champs n Plan focal : grille de CCD n Mesure de Vr n Photométrie 11+4+1 bandes

5 La loi de balayage n Angles:   = 55 o   = 106 o n Spin: u v = 120"/s (3 hr) u 2 nd 53 mn n Précession 76 jrs n Durée 5 ans 55 o Soleil Spin

6 ... Implications n Observations au voisinage de la quadrature n Observations vers de faible élongations

7 "Payload design" * *

8 ~0 o 6 ou 60cm Le plan focal Le plan focal. Temps de pose ~1 s (passage ~14s) n Lecture des CCD en mode TDI

9 Photométrie - Spectrographe spectro.    ~ 1-2 km/s pour V<15 n 11 bandes (médium) 4 bandes (large)

10  Les objets observables n Astéroïdes, satellites, comètes, planètes, … n Détection  suivi systématique pendant le passage dans le champ n Limites : magnitude et vitesse

11 Astéroïdes - bande principale n Extrapolation loi de distribution n N ~10 5 -10 6   10 2 /deg 2 10^5 10^6 10^2

12 KBOs & NEOs  < 500 km  < 2000 km Magnitude R R (Boattini & Carusi, 1997) quadrature L n Avantages % au sol  balayage complet du ciel, faible élongations n Autre Pluton Atens et IEOs (Michel et al. 2000)

13 Troyens & co-orbitaux (Evans & Tabachnik, 2000)

14 Magnitude V Accuracy [mas] Précision des mesures  ~ 0.1 - 1 mas n Tps de pose V<11.5 n ~ 150 obs./objet ~ 10 époques f(mag, ,vit,type,...)

15 Dégradation du signal n Vitesse  blurring n Déplacement < 1 px n Adapter lecture CCD?

16 Applications scientifiques n Propriétés physiques : masse, diamètre, densité, taxonomie n Survey/découverte : orbites, lois de distribution, évolution dynamique et collisionnelle n Systèmes de référence n Relativité générale n Astrométrie indirecte

17 Détermination de masses Orbites précision x30 / sol (Carpino, priv. com.) Paramètre d’impact élevé 20 ast. (Bange, priv. com.)   RA [mas] -4 -2 0 200920112013201020122014 couple 88-147, V=13.5 Date [an] (Viateau, priv. com.) n Observations post-impact augmentent la précision

18 Détermination de diamètres n FOV : ds la direc  de balayage, ~10% pour  >15 mas n Mission :  moyen, forme, pôle n ~50 troyens App. diameter [mas]   [mas]

19 … aussi pour les étoiles (géantes) n Mission  moyen ~2% (V=15) ,   R, T eff App. diameter [mas]   [mas]

20  Photométrie - Taxonomie n Colorimétrie, spectro. V<17-20 n Taxonomie étendue aux petits corps n Mag. + Diam.  albédo pour ~ 1500 objets n Relation taxonomie-densité Manque IR (1-2  m)...

21  Relativité générale n Tests de la RG  avance périhélie à   dist. héliocent. (+ satellites naturels)   (Nordtvedt) (Orellana & Vucetich, 1992) n Systèmes de référence quasi- inertiels (dyn&cin) via les QSOs u Vortex  principe de Mach (10 -12 - 10 -11 rad/an)

22  GM  /c 2 a(1- e 2 ) n Mercure : 0"43/an n Icarus : 0"1/an n Io (JI) : 2"7/an  J  du Soleil,  Avance du périhélie 2

23  Quelques chiffres en vrac n Survey :V<20, 35 o <L n Détection : ~ 10 5 - 10 6 obj. n Vitesse : ~ 10 mas/s n Astrométrie : ~ 0.1-1 mas n Résolus: ~ 1 500 obj. n Taxonomie: > 1 500 obj. n Masse, densité : ~ 100 obj. n PPN:~ 200 obj.

24 Étapes suivantes n Décision sept.-oct. 2000, lancement en 2009 n Effets systématiques, suivi spécial sur CCD ? n Positions astrométriques ? n Identification des objets ? n Télescope au sol (alerte NEO, …) ? n Observation de satellites, comètes ? n Analyse / estimation des précisions escomptées (RG, SdR,...)  simulations n...

25 .

26 GAIA: Focal Plane n Sky mapper u detect all objects V<20 (v<tbc) u mag and (x,y) to main field n Main field u area : 0.3 deg 2 ; 60x70cm 2 u 136 CCD chips ; 2780x2150 pix  pix 9x27  m 2 ; window 6x8 pix u total read noise : 6e - rms n Photometry u 4 colour