Euclid-Mission

Grundlage für bisher beste 3D-Karte des Universums

Die umfangreiche Datensammlung beinhaltet auch Abell 3128, einen Galaxienhaufen aus Hunderten von Galaxien, der etwa 800 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt liegt.(Bild: Krone-Collage/ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre and E. Bertin CC BY-SA 3.0 IGO / ESA)

Die Euclid-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) hat am Donnerstag die ersten umfassenden Beobachtungsdaten veröffentlicht. Sie erfassen mehr als eine Milliarde Objekte im Universum und decken eine Himmelsfläche ab, die etwa 9500 Vollmonden entspricht. Die Innsbrucker Astronomin Francine Marleau ist wissenschaftliche Beraterin der Mission und widmet sich insbesondere den beobachteten Zwerggalaxien.

Die neue Datenveröffentlichung mit dem Namen „DR1-Foundation“ umfasst Beobachtungen aus einem Zeitraum von rund 13 Monaten. Es ist die erste große Veröffentlichung von Missionsdaten seit dem Start des Weltraumteleskops Euclid am 1. Juli 2023. Diese beispiellose Sammlung von Beobachtungen im optischen und nahen Infrarotbereich, die 1900 Quadratgrad des Himmels abdeckt, stellt die größte Himmelskarte ihrer Art dar, die jemals aus dem Weltraum erstellt wurde.

Sie liefert der Forschung erste Puzzleteile für die Erstellung einer detaillierten 3D-Karte des Kosmos, die bei der Lösung vieler Rätsel des dunklen Universums helfen kann.

Diese umfangreiche Veröffentlichung von Euclid-Daten stellt die größte weltraumgestützte Kartierung ihrer Art dar.

Carole Mundell

Größte weltraumgestützte Kartierung ihrer Art
Die Daten werden von Spektren und Bildern begleitet, darunter große Himmelsmosaike. „Das sind weit mehr als nur schöne Bilder; der heutige Tag markiert einen wissenschaftlichen Meilenstein in unserer Erforschung des Kosmos“, sagt ESA-Wissenschaftsdirektorin Carole Mundell.

„Diese umfangreiche Veröffentlichung von Euclid-Daten stellt die größte weltraumgestützte Kartierung ihrer Art dar, legt den Grundstein für zukünftige Entdeckungen in einem neuen Bereich der Astronomie und demonstriert die Exzellenz der europäischen Technologie, Wissenschaft und internationalen Zusammenarbeit.“

Die große Spiralgalaxie Messier 81 (rechts) und die kleinere Galaxie NGC 3077 (links). Dieses Bild umfasst einen Himmelsbereich, der etwa fünfmal so groß ist wie der Vollmond. Für die Aufnahme benötigte Euclid etwas mehr als eine Stunde.(Bild: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre and E. Bertin, CC BY-SA 3.0 IGO)

Demonstration der Fähigkeiten
Die Veröffentlichung demonstriert eindrucksvoll die Fähigkeiten von Euclid als Himmelsvermesser. Seine Reichweite, die Panorama-Mosaike und die umfassende Himmelsabdeckung im sichtbaren und nahen Infrarotlicht ermöglichen eine breite Palette neuer wissenschaftlicher Untersuchungen. DR1-Foundation enthüllt eine beispiellose Anzahl kosmischer Objekte und dokumentiert unter anderem mehr als 900 Millionen Galaxien sowie mehr als 60 Millionen Quasar-Kandidaten. Die Datenmenge umfasst 1,7 Millionen GB.

Im Weltraum kann Euclid tiefgehende und umfassende Himmelsdurchmusterungen durchführen, wie es bodengestützte Teleskope nicht können.

Francine Marleau

Auch Gravitationslinsen im Visier
„Im Weltraum, jenseits der Erdatmosphäre, kann Euclid tiefgehende und umfassende Himmelsdurchmusterungen durchführen, wie es bodengestützte Teleskope nicht können“, erklärt Francine Marleau vom Institut für Astro- und Teilchenphysik der Universität Innsbruck. „Daher liefert diese Datenveröffentlichung weitaus mehr kosmische Objekte als jede bisherige Durchmusterung und erweitert damit die Grenzen der Erkennung seltener und weit entfernter Objekte. Dazu gehören starke Gravitationslinsen und Galaxienhaufen.“

Hoffnung auf zwei Millionen Zwerggalaxien
Die Astronomin Francine Marleau untersucht mit Euclid besonders lichtschwache, massearme Galaxien, sogenannte Zwerggalaxien. Auf Basis einer ersten Probeauswertung einer kleineren Himmelsregion im vergangenen Jahr schätzt sie, dass die nun veröffentlichten Daten mehrere Hunderttausend Zwerggalaxien enthalten. Bis zum Ende der Mission, wenn etwa 14.000 Quadratgrad des Himmels vermessen sein werden, rechnet sie mit mehr als zwei Millionen Zwerggalaxien.

Zum ersten Mal erhalten wir eine statistisch belastbare und homogene Stichprobe über einen kosmologisch relevanten Teil des Universums.

Francine Marleau

„Euclid wird die Erforschung von Zwerggalaxien revolutionieren“, sagt Marleau. „Zum ersten Mal erhalten wir eine statistisch belastbare und homogene Stichprobe über einen kosmologisch relevanten Teil des Universums.“ Möglich wird dies durch die Kombination aus hoher Empfindlichkeit für lichtschwache Strukturen, hoher Auflösung und großer Himmelsabdeckung. Dadurch lassen sich die Eigenschaften einzelner Galaxien mit der großräumigen Struktur des Universums verknüpfen. Bereits die ersten Beobachtungen hatten gezeigt, dass Euclid dafür sehr gut geeignet ist: Dabei wurden Tausende Zwerggalaxien gefunden und charakterisiert.

Teleskop bildet Milliarden Galaxien ab
Euclid ist dabei, Milliarden von Galaxien im gesamten Universum abzubilden und die Entfernungen von Millionen davon zu vermessen. Damit zeichnet damit die letzten zehn Milliarden Jahre der kosmischen Geschichte nach. Mit der ersten großen Daten-Veröffentlichung beginnt Euclid, den dunklen Kosmos zu enthüllen. Wissenschaftler:innen können den Datensatz nun auswerten, die Entfernungen einzelner Galaxien bestimmen und diese in die 3D-Struktur des Universums einordnen. So lassen sich die Galaxien mit dem riesigen, unsichtbaren Geflecht kosmischer Filamente verbinden.

Obwohl der aktuelle Datensatz enorm umfangreich ist, deckt er nur etwa 14 Prozent der Himmelsfläche ab, die Euclid letztlich vermessen wird. Die vollständige Datenveröffentlichung Nr. 1, die Mitte 2027 erscheinen soll, wird auf diesem Datensatz aufbauen und weitere entscheidende Teile zum kosmischen Puzzle hinzufügen.