mini|500px|Häufung der Objekte am Firmament. Farbkodierung: sehr wenige sehr viele Objekte pro Quadratgrad Gaia DR2 ist ein Sternkatalog veröffentlicht von DPAC am 25. April 2018 mit rund 1,7 Milliarden Objekten, der auf den Beobachtungen der Weltraumteleskop Gaia beruht. Gaia DR2 steht als Abkürzung für Gaia Data Release2 und ist nach Gaia DR1 die zweite große Veröffentlichung der Gaia-Mission. Gaia DR2 enthält außer Daten zu Sternen auch Informationen über Doppelsterne, veränderliche Sterne, Quasare und Asteroiden.
Datengrundlage mini|500px|Karte der Sterne mit Farben. Jeder helle Punkt entspricht einem Katalogeintrag, die Farbe entspricht den Daten der Photometer. Der erste Sternkatalog Gaia DR1 beruhte auf den ersten 14 Monaten Beobachtungszeit. DR1 arbeitete mit der Initial Gaia Source List (IGSL), einer Objekteliste, die aus mehreren älteren Katalogen zusammengestellt wurde. Bei einem Teil von Gaia DR1 wurden Daten des Tycho-2-Katalogs und des Hipparcos-Katalogs mit Gaia-Daten zur Tycho-Gaia Astrometric Solution (TGAS) kombiniert., bereitgestellt vom Genius-Projekt
Die Daten von DR2 basieren ausschließlich auf den Beobachtungen Gaias aus 22 Monaten Beobachtungszeit vom 25. Juli 2014 bis 23. Mai 2016. Die anfänglichen Objektelisten und die Ergebnisse von TGAS wurden in DR2 nicht weiter verwendet. Für die Kalibration der Magnituden wurde der Gaia Spectrophotometric Standard Star Catalog (SPSS) verwendet.
Neue Objekt ID
DR2 ist eine eigenständige Veröffentlichung nur aus Gaia-Daten, beruhend auf anderen Grundlagen und Prinzipien als DR1 und ist somit keine neuere Version des Gaia DR1-Katalogs. Aus den gesammelten Daten wurde eine neue interne Objekteliste erstellt, der Main Data Base Catalogue (MDB) mit ungefähr 2,5 Milliarden Objekten, der als Grundlage für DR2 dient. Die Objekte bekamen neue Objekt-IDs. Objekte aus DR1 können im DR2 nicht mehr vorhanden sein, zu mehreren getrennten Objekten werden oder mehrere Objekte können zu einem neuen Objekt zusammengelegt werden. Diese Effekte können beispielsweise durch Doppeleinträge und andere Fehler in der IGSL verursacht sein.
Anfänglich können mehrere Beobachtungen fälschlicherweise nur einem Objekt zugeordnet werden, aber es stellt sich heraus, dass es tatsächlich mehrere Objekte sind. Unterschiedliche Beobachtungen können anfänglich den Eindruck entstehen lassen, dass es mehrere Objekte gibt, die sich hinterher aber als nur ein Objekt erweisen. Einem Objekt können fälschlich Beobachtungen zugeordnet worden sein, die aber zu einem anderen Objekt gehören und deswegen verändern sich die ermittelten Daten des Objekts. Mit besser bekannten Positionen können die einzelnen Beobachtungen besser einem bestimmten Objekt zugeordnet werden und die irrtümlichen Zuordnungen können fortschreitend korrigiert werden.
Die neu generierte Objekteliste verhindert die Weiterführung von Problemen jedweder Art aus der IGSL oder den Katalogen, die der IGSL zugrunde liegen oder aus anfänglich falsch zugeordneten Daten. Ungefähr 80–90 % aller IDs bei Objekten mit G-Magnitude < 16 haben sich zwischen DR1 und DR2 verändert, bei G≈18 sind es circa 20 % und der Prozentsatz reduziert sich mit wachsender Magnitude, bei G=20 sind es dann ungefähr 0 %. Aus der MDB wurden in DR2 nur die Objekte veröffentlicht, die den Qualitätskriterien genügen und die eine genügende Zahl von Beobachtungen haben.
Eine Ausnahme besteht in der Identifikation der Quasare, diese wurde noch nicht anhand der Spektren identifiziert, sondern noch anhand bestehender Kataloge, die Quasare und aktive galaktische Kerne verzeichnen.
Für Gaia DR2 wurden 51 Milliarden registrierte Objekte und 520 Milliarden astrometrische Messungen vom astrometrischen Feld sowie 102 Milliarden niedrig aufgelöste Spektren der beiden Photometer ausgewertet.
Magnituden Für die Messung der scheinbaren Helligkeiten (Magnituden) der Objekte wurde ein anderes photometrisches System als bei DR1 verwendet. Die Passbänder, die durch die spektralen Empfindlichkeiten der Detektoren sowie die Transmissivitäten der Filter und anderer optischer Komponenten bestimmt sind, wurden neu kalibriert. Die gemessenen Helligkeiten werden entsprechend als GBP für Messungen mit dem blauen Photometer (Wellenlängenbereich 330–680 nm) und GRP für das rote Photometer (Wellenlängenbereich 640–1000 nm) bezeichnet. Hinzu kommt die ungefilterte G-Band-Magnitude (G), die den gesamten Wellenlängenbereich von 350 bis 1000 nm abdeckt. Eine Messung von G, GBP und GRP ergeben zusammen eine Drei-Band-Photometrie. Das Radialgeschwindigkeitsspektrometer (RVS) ermittelt bei helleren Objekten eine zusätzliche Magnitude GRVS für den kleinen Spektralbereich von 845 bis 872 nm. Für DR2 konnte GRVS noch nicht ausreichend kalibriert werden, so dass diese Werte in noch nicht enthalten sind.
Abgleich zwischen verschiedenen Katalogen Es gibt eine Möglichkeit IDs von DR1 und DR2 nachzuverfolgen. Es gibt einen Abgleich mit Objekten aus Hipparcos-2, Tycho-2, 2MASS Point Source Cataloge, SDSS DR9, Pan-STARRS, GSC2.3, PPM-XL, AllWISE und URAT-1.
Alle Daten von DR2 sind über das Internet seit dem 25. April 2018 frei über jedes der fünf Datenzentren des Gaia-Archivs abrufbar. Es gibt außer der Pflicht zur Angabe der Quelle keine Beschränkung in der Nutzung dieser Daten. Die Originaldaten liegen als CSV und unsortiert vor. Die Rektaszension gilt dabei für die Epoche 2015.5. Eine inoffizielle Quelle liefert die Daten tabellarisch in 1-Grad-Zonen und nach auf 2000.0 zurückgerechneter Rektaszension sortiert. Zum Durchsuchen der Datenbank kann die Anfragesprache ADQL (Astronomical Data Query Language) verwendet werden.
Ergebnis mini|links|hochkant=2|Objekte und Daten in DR2, Visualisierung. Quelle: ESA
+ Das Ergebnis von Gaia DR2 Art der Objekte Anzahl verfügbare Daten Messunsicherheit sonstige UnsicherheitenObjekte mit G-Band-Magnitude gesamt (ohne Sonnensystemobjekte)1.692.919.135Position (α, δ), G-Band-Magnitude (G)allgemeine systematische Unsicherheit < 0,1 mas (gemittelt)G-Magnitude (mmag)
G < 13: 0,3 G = 17: 2 G = 20: 10Objekte mit nur zwei Parametern bis G ≈ 21361.009.408Position, G-Band-Magnitude. Überwiegend lichtschwache Objekte.Position (mas)
G = 20: 2 (J2015.5)Objekte mit mindestens fünf Parametern, Magnitude G = 21 bis G ≈ 31.331.909.727 Position (α, δ), G-Band-Magnitude Parallaxe Winkelgeschwindigkeit (μα, µδ),Position und Parallaxe (mas)
G < 15: 0,02–0,04 G = 17: 0,1 G = 20: 0,7 G = 21: 2
Eigenbewegung (mas/Jahr)
G < 15: 0,07 G = 17: 0,2 G = 20: 1,2 G = 21: 3Davon Objekte mit fünf Parametetern plus Radialgeschwindigkeit (sechs Parameter)
Magnitude GRVS = 4 bis GRVS ≈ 13. Temperaturbereich (Teff) von 3550 bis 6900 K7.224.631 Position (α, δ) G-Band-Magnitude Parallaxe Winkelgeschwindigkeit (μα, µδ), RadialgeschwindigkeitRadialgeschw. (km/s)
GRVS < 8: 0,3 GRVS = 10: 0,6 GRVS = 11,75: 1,8Objekte mit Daten des blauen Photometers (BP)1.381.964.755 Position G-Band-Magnitude GBP Magnitude / GRP MagnitudeGBP und GRP (mmag) G < 13: 2 G = 17: 10 G = 20: 200Daten des roten Photometers (RP)1.383.551.713Variable Objekte mit Lichtkurven 550.737Cepheiden, RR Lyrae, Mira und halbregelmäßige Kandidaten, High-Amplitude Delta Scuti, BY Draconis-Kandidaten, SX Phoenicis-Kandidaten, kurzzeitige Phänomene.Sonnensystemobjekte (Bekannte Asteroiden) 14.099 Epochen
Alle Daten von Sonnensystemobjekten werden an das Minor Planet Center (MPC) weitergeleitet. Position 96 % im Bereich von ± 5 mas 52 % im Bereich von ±1 mas, jeweils in ScanrichtungGaia Celestial Reference Frame 2 (GCRF2)556.869Quasare für den ReferenzrahmenPosition (mas)
G < 18: 0,12 G < 20: 0,5 G ≥ 20: 0,8 systematische Unsicherheit 20–30 μasRotation gegen ICRF < 10 μas/JahrICRF3 Objekte 2.820Effektive Temperatur Teff161.497.595 324 KExtinktion AG und Farbindex E (GBP-GRP)87.733.672 Extinktion Farbindex GBP - GRP AG: 0,46 mag E: 0,23 magRadius (R) und Leuchtkraft (L)76.956.778 R = 10 % L = 15 %
Gaia Celestial Reference Frame (GCRF2)
Gaia DR2 enthält die Positionen von 556.869 Quasaren mit G-Magnitude 16 bis 21. Sie bilden ein eigenes Bezugssystem für die Vermessung der Sternenörter. Nullpunkt für dieses Messsystem ist das Baryzentrum des Sonnensystems, die Rotationsachse ist gegenüber diesen weit entfernten Objekten fest und stimmt mit der des ICRF überein. Für Gaia DR2 wurde dieser Bezugsrahmen mit einer Vorabversion des ICRF3 abgeglichen. Eine Teilmenge von gemeinsamen 2820 Objekten stimmt in der Position mit der Vorabversion von ICRF3 sehr gut überein.
Im Gegensatz zu den anderen Objekten wurden die Quasare von Gaia DR1 und DR2 noch nicht anhand der photometrischen Daten, sondern noch anhand von bestehenden Katalogen identifiziert und abgeglichen. Für den Abgleich wurde die Vorabversion von ICRF3 und der 1,4 Millionen Objekte enthaltende AllWISE AGN Katalog verwendet, der aktive galaktische Kerne sichtbar im mittleren Infrarot-Bereich verzeichnet. Für ungefähr die Hälfte der Objekte konnte Gaia bisher mindestens einmal eine Entsprechung im optischen Bereich finden.
Catalogue of Radial Velocity Standard Stars (RVSS) Das RSV-Instrument hat keine eigene Kalibrierungsmöglichkeit. Für DR2 wurden die Radialgeschwindigkeiten anhand einer Sammlung von Sternen kalibriert, deren Radialgeschwindigkeiten durch vorhergehende erdbasierte Beobachtung schon bekannt waren. Diese Sterne dürfen kaum Helligkeitsveränderungen aufweisen, dürfen in der Position nicht nahe an anderen ähnlichen Sternen stehen und müssen in einem bestimmten Magnitudenlimit liegen und sollen den Himmel gleichmäßig abdecken. Es gab keinen Katalog, der Sterne mit diesen Bedingungen abdeckte, somit musste für diesen Zweck ein Katalog geschaffen werden, der Catalogue of Radial Velocity Standard Stars (RVSS).
Eine erste Liste, gültig zur Zeit des Starts von Gaia, enthielt 1420 Standardsterne, die auch im Hipparcos-Katalog zu finden sind, diese hatten aufgrund von Messreihen bis dahin eine bekannte Radialgeschwindigkeit mit einer Restunsicherheit von maximal 300 m/s. Anhand der Datenmodelle wurde erkannt, dass Gaia damit im Durchschnitt einen dieser Sterne pro Stunde vermessen würde, aber für eine zufriedenstellende Kalibrierung waren mindestens zwei Standardsterne pro Stunde nötig. Eine neue Liste enthält nun 4813 Standardsterne, 2712 davon erfüllten nun die verschärfte Bedingung einer verbleibenden Restunsicherheit von maximal 100 m/s, somit wurden diese für die Kalibrierung ausgewählt, die übrigen Sterne der Liste wurden für die Validierung der Ergebnisse herangezogen. Um genügend Messungen für jeden dieser Sterne zu haben, wurde ein Beobachtungsprogramm gestartet. An diesem Programm waren fünf Sternwarten mit spezialisierten Instrumenten für eine präzise Messung der Radialgeschwindigkeiten beteiligt: SOPHIE, HARPS, ELODIE, CORALIE, und NARVAL auf dem Pic du Midi de Bigorre. Für die Nullpunktbestimmung wurden Asteroiden mit sehr genau bekannten Bahndaten ausgewählt. Da die Bewegung des Asteroiden bekannt ist, kann der Doppler-Effekt präzise berechnet und damit der Nullpunkt sehr genau festgelegt werden.
Bekannte Grenzen Der Main Data Base Catalogue (MDB) mit allen registrierten Beobachtungen enthält ungefähr 2,5 Milliarden Objekte. Gaia DR2 ist trotz aller Verbesserungen gegenüber Gaia DR1 immer noch ein vorläufiger Katalog auf begrenzter Datenbasis. Nicht alle bis dahin gesammelten Daten und Objekte wurden tatsächlich ausgewertet und veröffentlicht. Ein Teil der Daten wurde vor der Veröffentlichung ausgefiltert, wenn die Datenmenge nicht ausreichte, oder die Werte zu starke Abweichungen hatten.
Vollständigkeit