14 Millionen Galaxien, die 500-fache Fläche des Vollmonds und Millionen Sterne unserer Milchstraße: Die europäische Euclid-Mission veröffentlicht heute den ersten Teil der vom Weltraumteleskop erstellten Himmelskarte. Dieses 208 Megapixel große Mosaik enthält die Daten von 260 Beobachtungen, die das Teleskop im Laufe von nur zwei Wochen gemacht hat. Schon dieser erste, streifenförmige Himmelsausschnitt demonstriert die hohe Datenqualität von weitwinkligen Panoramaansichten bis zu kleinsten Strukturdetails innerhalb einzelner Galaxien. Das Mosaik macht rund ein Prozent der Himmelsdurchmusterung aus, die das Weltraumteleskop Euclid im Verlauf von sechs Jahren durchführen wird. Ziel der Mission ist es, Galaxien und andere Himmelsobjekte bis in zehn Milliarden Lichtjahren Entfernung so genau zu erfassen, dass Astronomen durch sie mehr über die Dunkle Materie und Dunkle Energie im All erfahren können.
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. Deren Natur, Wirkungsweise und Verteilung sind bisher weitgehend ungeklärt. Hinzu kommt, dass bisherige Beobachtungen sowohl bei der der Materieverteilung als auch bei der kosmischen Expansion schwer erklärbare Diskrepanzen zu gängigen kosmologischen Modellen ergeben haben. Die Euclid-Mission soll hier mehr Klarheit bringen. Dafür kartieren die beiden Instrumente des Teleskops die Positionen, Strukturen und Bewegungen von Galaxien und anderen Himmelsobjekten bis in zehn Milliarden Lichtjahre Entfernung. Stationiert ist das Teleskop am Lagrangepunkt L2, einer stabilen Position im All, die rund 1,5 Millionen Kilometer entfernt auf der der Sonne abgewandten Seite der Erde liegt. Durch die Fähigkeit des Teleskops, einen großen Himmelsausschnitt in nur einem Durchgang, aber dennoch scharf und mit hoher Auflösung abzubilden, ist Euclid besonders gut für eine detailreiche und dennoch umfassende Kartierung geeignet. Die im November 2023 veröffentlichten ersten Bilder belegten bereits, dass das Weltraumteleskop so funktioniert wie erhofft und den Erwartungen gerecht wird.
Ein Panoramabild mit 14 Galaxien
Jetzt hat die Europäische Weltraumagentur ESA auf dem Internationalen Astronautischen Kongress in Mailand das erste größere Stück der Euclid-Himmelskarte vorgestellt. Das Mosaik beruht auf 260 Beobachtungen, die das Weltraumteleskop zwischen dem 25. März und dem 8. April 2024 gemacht hat. In diesen zwei Wochen hat Euclid bereits 132 Quadratgrad des Südhimmels in hoher Auflösung kartiert – dies entspricht der mehr als 500-fachen Fläche des Vollmonds. „Dieses atemberaubende Bild ist der erste Teil einer Karte, die in sechs Jahren mehr als ein Drittel des Himmels abdecken wird. Zwar handelt es sich nur um rund ein Prozent der Gesamtkarte, aber sie ist voller verschiedener Objekte, die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern helfen werden, neue Wege zur Beschreibung des Universums zu finden“, sagt Valeria Pettorino, Euclid-Projektwissenschaftlerin bei der ESA.
Das Mosaik zeigt in einem quer über den Südhimmel reichenden Streifen gut 14 Millionen Galaxien. Die Aufnahme ist so detailreich, dass man tief in das Mosaik hineinzoomen und dann selbst die komplexe Struktur einer Spiralgalaxie erkennen kann. Die Verteilung und Struktur dieser Galaxien können dabei helfen, den versteckten Einfluss der Dunklen Materie zu erfassen. Dafür werden Astronomen auch den schwachen Gravitationslinseneffekt nutzen: Wenn im Vordergrund einer fernen Galaxie eine große Masse präsent ist – beispielsweise durch eine Ansammlung Dunkler Materie – verzerrt sie das Licht der Hintergrundgalaxie auf bestimmte Weise. Anhand dieser Verzerrungen lässt sich ermitteln, wie groß die Vordergrundmasse ist. Das Euclid-Teleskop ermöglicht diese Messungen durch seine hohe Auflösung. Die Entfernung und Rotverschiebungen der Galaxien wiederum können verraten, wie schnell sich das Universum ausdehnt. Das erlaubt Rückschlüsse auf die Dunkle Energie, die als “Gegenspieler” der Gravitation gilt und als Antrieb für die kosmische Expansion.
Erst der Anfang
Das heute veröffentlichte Mosaik ist nur ein Vorgeschmack auf das, was die Euclid-Mission noch liefern wird. Seit die Mission im Februar 2024 ihren wissenschaftlichen Betrieb begonnen hat, hat das Teleskop bereits rund zwölf Prozent seiner Himmelskartierung abgeschlossen – noch nie hat eine astronomische Weltraummission in so kurzer Zeit so viele Daten geliefert. Täglich sendet Euclid etwa 100 Gigabyte an Bildern und Spektren zur Erde – eine Herausforderung auch für die Infrastruktur der Datenerfassung und -verarbeitung. Um dies bewältigen zu können, hat das Euclid-Konsortium eigens dafür ein europäisches Netzwerk von neun Datenzentren aufgebaut, darunter das Deutsche Wissenschaftsdatenzentrum (SDC-DE), das 7.000 Prozessoren umfasst und rund zehn Prozent der Daten verarbeiten wird. „Die sich ständig ändernde Soft- und Hardware stellt unser Team vor große Herausforderungen, um die termingerechte Verarbeitung sicherzustellen“, erklärt Maximilian Fabricius vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Leiter des Deutschen Wissenschaftsdatenzentrums. „Wir sind jedoch stolz, wie gut nun doch alles zusammenspielt und dass wir uns auf der Zielgeraden zur Prozessierung für den ersten öffentlichen Datenrelease befinden.“
Die Veröffentlichung der kompletten Daten für die ersten 53 Quadratgrad der Vermessung, einschließlich einer Vorschau auf die Euclid-Deep-Field-Gebiete, soll im März 2025 erfolgen. Die kosmologischen Daten des kompletten ersten Missionsjahres werden 2026 veröffentlicht.
Quelle: European Space Agency (ESA), Max-Planck-Institut für Astronomie
Fehlende Materie entdeckt
