Deuxième Catalogue Gaia : 25 avril 2018

25/04/2018. Le deuxième catalogue Gaia, Gaia-DR2, a été publié le 25 avril 2018 à midi. La conférence de presse donnée à l’Observatoire de Paris est enregistrée sur YouTube.

Les données sont disponibles sur le serveur Tap de l’équipe Gaia du GEPI et sur l’archive Gaia de l’ESA.

Beaucoup d’illustrations construites à partir des données de Gaia DR2, et de vidéos, sont disponibles ici.

Ce nouveau catalogue est basé sur les observations obtenues pendant les 22 premiers mois (668 jours) de la phase opérationnelle de Gaia, du 25 juillet 2014 au 23 mai 2016. On peut rappeler, pour comparaison, que le premier catalogue Gaia, Gaia DR1, publié le 14 septembre 2016, ne reposait que sur les 14 premiers mois de données. Les nombres d’objets publiés dans Gaia DR2 sont donnés ci-dessous : des nombres que l’on ne peut qualifier que d’"astronomiques" !!

Figure 1 : Carte du ciel tracée à partir des positions, éclats et couleurs des 1,7 milliard d’étoiles observées par Gaia entre juillet 2014 et mai 2016. On y distingue clairement le plan de notre Galaxie, la Voie lactée, très riche en étoiles, mais aussi en poussières qui obscurcissent la lumière provenant d’étoiles en arrière-plan. Si on zoome sur n’importe quelle partie de la carte, on voit la multitude de points qui la compose, même dans les zones très peu denses en étoiles (voir figure à très haute résolution, 58,15 Mo ou outil de visualisation sur le site de l’ESA). On y voit aussi, dans la partie droite en bas, les deux taches laiteuses que forment l’ensemble des étoiles observées par Gaia dans les Grand et Petit Nuages de Magellan (©ESA/Gaia/DPAC).

Gaia a été conçu pour cartographier plus de 1 milliard d’étoiles dans notre Galaxie et au-delà et obtenir des positions, parallaxes et mouvements propres à un niveau de précision sans précédent, bien au-dessous d’une milliseconde de degré. Les précisions ultimes ne peuvent être atteintes qu’après un traitement informatique complexe utilisant l’ensemble des observations qui seront effectuées par Gaia. C’est pour cette raison que les résultats définitifs de la mission nominale (5 années) ne seront pas disponibles avant les années 2022. Cependant, un certain nombre de Catalogues Intermédiaires ont été prévus, s’appuyant sur un nombre de plus en plus grand d’observations, couvrant des périodes de plus en plus longues, donnant de plus en plus d’informations de plus en plus précises.

Gaia DR2

Le premier catalogue, Gaia DR1, comprenait les positions sur le ciel d’un milliard d’étoiles ainsi qu’une estimation de la distance (parallaxe) et des mouvements propres pour un ("petit") sous-ensemble de 2 millions d’étoiles brillantes. Il a déjà eu un impact important sur la communauté astronomique mondiale et a permis des centaines de publications scientifiques. Voir quelques exemples ici.

Ce deuxième Catalogue Gaia, Gaia Data Release 2, marque une étape majeure, attendue avec impatience par les astronomes du monde entier car il contient les positions, parallaxes et mouvements propres, ainsi que des magnitudes G pour plus d’1,3 milliard d’étoiles. Il contient également, pour la grande majorité de ces sources, une mesure de la couleur de chaque étoile, obtenue à partir des magnitudes G_BP et G_RP.

Autre avancée essentielle : cette deuxième version du catalogue Gaia comprend aussi des vitesses radiales pour plus de sept millions d’étoiles ; des estimations de la température pour environ 160 millions d’étoiles ; des courbes de lumière pour plus d’un demi-million d’étoiles variables, y compris des Céphéides et des RR Lyrae ; et la position de plus de 14 000 objets du Système Solaire - principalement des astéroïdes - sur la base de plus de 1,5 million d’observations.

Gaia DR2 représente un saut en quantité et qualité par rapport à Gaia DR1, avec des avancées spectaculaires, mais aussi encore un certain nombre de limitations en complétude et en précision :

1. Les données astrométriques, pour plus de 1 300 000 000 d’étoiles, sont obtenues à partir des seules données Gaia (contrairement à celles de Gaia DR1 qui utilisaient le catalogue Tycho-2). Elles sont limitées à l’intervalle de magnitude G ≈ 3 à 21, avec des incertitudes sur les parallaxes variant de 0,04 milliseconde de degré (mas) pour les sources plus brillantes que G=15, environ 0,1 mas pour les sources de magnitude G=17, et environ 0,7 mas pour G=20. Les incertitudes sur les composantes des mouvements propres sont respectivement, pour les mêmes magnitudes : 0,06 mas/an, 0,2 mas/an et 1,2 mas/an.
2. Pour la première fois, des données du spectrographe RVS (Radial Velocity Spectrometer) sont publiées : les vitesses radiales pour plus de 7 millions d’étoiles entre les magnitudes G=4 et 13 et pour des températures effectives entre 3550 et 6900 K (soit approximativement entre les types spectraux F3 et K), avec une précision variant de 200-300 m/s pour les plus brillantes à environ 1,2 km/s pour les étoiles les plus faibles de température effective 4750K et environ 2,5 km/s pour les étoiles les plus faibles et de température effective 6500 K.
3. Les magnitudes G, pour plus d’un milliard et demi d’étoiles, ont des précisions allant de 1 milli-magnitude pour les étoiles plus brillantes que G=13 à environ 200 milli-magnitudes pour les étoiles de G=20.
4. Les magnitudes G_BP et G_RP pour plus d’1,3 milliard d’étoiles, ont des précisions allant de quelques milli-magnitudes pour les étoiles plus brillantes que G=13 à environ 200 milli-magnitudes pour les étoiles de G=20.
5. Une définition précise des courbes de transmission pour les magnitudes G, G_BP et G_RP est disponible.
6. Les courbes de lumières de beaucoup plus d’étoiles sont publiées : pour plus de 500 000 étoiles variables (Céphéides, RR Lyrae, Mira et semi-régulières et bien d’autres) contre environ 3200 dans le Gaia DR1.
7. Pour la première fois, des positions en fonction du temps sont publiées pour plus de 14 000 astéroïdes. Pour Gaia DR2, ces données ne concernent que des astéroïdes connus.
8. La température des atmosphères de plus de 160 millions d’étoiles ont pu être estimées.
9. Les identifications croisées avec d’autres grands catalogues (Hipparcos, Tycho-2, 2MASS, SDSS DR9, ect.) sont aussi disponibles.

Remarques importantes :

1. Les identificateurs des sources de Gaia DR2 doivent être traités indépendamment de ceux de Gaia DR1, même si, pour la majorité des sources, les identificateurs sont identiques. Voir plus d’explications à ce sujet (en anglais).
2. Un certain nombre de limitations existent bien sûr encore dans ce catalogue intermédiaire. Voir des informations détaillées sur la complétude et les différents paramètres (en anglais).

Autres informations sur Gaia DR2

(en anglais).