Das europäische Weltraumteleskop Euclid ist im Juli 2023 ins All gestartet, um vor allem Daten über die „dunkle Seite” unseres Universums zu sammeln: die Dunkle Materie und Dunkle Energie. Dies soll klären helfen, woraus die unsichtbare Dunkle Materie besteht und wie die Dunkle Energie die Expansion des Kosmos antreibt. Dafür kartieren die beiden Instrumente des Teleskops Galaxien und andere Himmelsobjekte bis in zehn Milliarden Lichtjahre Entfernung. Weil Euclid einen großen Himmelsausschnitt in nur einem Durchgang, aber dennoch hochaufgelöst abbilden kann, ist diese Mission besonders gut für eine detailreiche und dennoch umfassende 3D-Kartierung des Kosmos geeignet.
Himmelskarte auf der Fläche von 9500 Vollmonden
Das erste große Datenpaket der Euclid-Mission bestätigt dies nun. Es umfasst die Resultate von rund 13 Monaten Beobachtungszeit in Form von Aufnahmen, Spektren und großflächigen Himmelsmosaiken im sichtbaren und nahinfraroten Licht. „Dies sind weit mehr als nur schöne Bilder. Heute markieren wir einen wissenschaftlichen Meilenstein in unserem Verständnis des Kosmos“, sagt ESA-Wissenschaftsdirektorin Carole Mundell. „Diese Euclid-Datenveröffentlichung stellt die bislang umfangreichste weltraumgestützte Himmelsdurchmusterung ihrer Art dar.“
Die neue Euclid-Himmelskarte zeigt einen Himmelsausschnitt von 1900 Quadratgrad – das entspricht der Fläche von 9500 Vollmonden. „Der Datenkatalog enthält Rohdaten, kalibrierte Bilder, Kataloge und Spektren über ein riesiges Himmelsgebiet hinweg“, erklärt Euclid-Projektwissenschaftlerin Valeria Pettorino von der ESA. „Damit wird es möglich sein, die großräumige Struktur des Universums mit bislang unerreichter Detailtiefe zu kartieren.“
Galaxien, Quasare und starke Gravitationslinsen
Konkret umfasst die Kartierung die Positionen und Merkmale von mehr als 900 Millionen Galaxien, über 60 Millionen Quasar-Kandidaten, die hochaufgelösten Spektren von gut 160 Millionen Lichtquellen und rund 15.000 Kandidaten für starke Gravitationslinsen – massereiche Vordergrundobjekte, die das Licht ferner Galaxien und Quasare verstärken. Sie liefern wichtige Einblicke in die Verteilung der unsichtbaren Dunklen Materie. Der neue Katalog dieser Gravitationslinsen sei umfangreicher als alle bisherigen zusammen, so die ESA.
Euclid-Aufnahme des 800 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxienhaufens Abell 3128. In der Bildmitte ist eine starke Gravitationslinse zu sehen, die das Licht der dahinterliegenden Galaxien verstärkt und verzerrt. — © ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, Bildprozessierung: J.-C. Cuillandre und E. Bertin
Wichtig ist dies vor allem für das Hauptziel der Euclid-Mission: „Starke Gravitationslinsen liefern einzigartige Einblicke in das dunkle Universum. Mit ihnen können wir einzelne Galaxien einschließlich ihrer unsichtbaren Dunklen Materie ‚wiegen‘ und untersuchen, wie sich das Universum ausdehnt“, erklärt Natalie Lines von der University of Portsmouth. Die genaue Bestimmung der Entfernungen, Rotverschiebungen und Bewegungen ferner Objekte ist entscheidend, um die Expansion des Kosmos und damit die Wirkung der Dunklen Energie zu messen.
Der Datenkatalog enthält zudem Informationen über das sogenannte „Intracluster-Licht“ – das diffuse, schwache Leuchten von Gas innerhalb von Galaxienhaufen. Dieses Licht fungiert wie ein Archiv, weil es die Entwicklung des Haufens nachzeichnet, zudem kann es verborgene Strukturen aus Dunkler Materie sichtbar machen.
„Neues Kapitel in der beobachtenden Astronomie“
„Euclids Daten haben das Potenzial, ein völlig neues Kapitel in der beobachtenden Astronomie zu schreiben“, sagt Martin Kümmel von der Ludwig-Maximilians-Universität München. Doch dieser erste große Datensatz der Euclid-Mission ist erst der Anfang: Er deckt nur etwa 14 Prozent des von Euclid zu untersuchenden Himmelsgebiets ab. Der erste vollständige Datenkatalog soll Mitte 2027 erscheinen. Er wird dann auch schwache Gravitationslinsen und Kartierungen des kosmischen Netzwerks umfassen.
„Ich freue mich und bin begeistert, dass wir jetzt einen weiteren Schritt machen können, um zu verstehen, warum sich die Expansion des Universums beschleunigt – ein Rätsel, das die Physik seit fast dreißig Jahren beschäftigt“, sagt Jochen Weller von der LMU München. „Nach so vielen Jahren der Vorbereitung ist es eine wahre Freude zu sehen, dass die Daten jetzt verfügbar werden und die nächste Etappe unserer Reise beginnt.“
Quelle: European Space Agency (ESA), Max-Planck-Institut für Astronomie
