N° 53–2023: Euclids erste Bilder: Der schillernde Rand der Finsternis
2 November 2023
Heute enthüllt die ESA-Weltraummission Euclid ihre ersten Farbbilder des Kosmos. Noch nie zuvor war ein Teleskop in der Lage, solch rasiermesserscharfe astronomische Bilder über einen so großen Fleck des Himmels zu erzeugen und so weit in das ferne Universum zu blicken. Diese fünf Bilder illustrieren das volle Potenzial von Euclid; sie zeigen, dass das Teleskop bereit ist, die bisher umfangreichste 3D-Karte des Universums zu erstellen, um einige seiner verborgenen Geheimnisse aufzudecken.
Euclid, unser Detektiv für das dunkle Universum, hat eine schwierige Aufgabe: zu untersuchen, wie dunkle Materie und dunkle Energie unser Universum so aussehen lassen, wie es heute aussieht. 95 % unseres Kosmos scheint aus diesen geheimnisvollen „dunklen“ Einheiten gemacht zu sein. Aber wir verstehen nicht, was sie sind, weil ihre Anwesenheit nur sehr subtile Veränderungen im Aussehen und in den Bewegungen der Dinge verursacht, die wir sehen können.
Um den „dunklen“ Einfluss auf das sichtbare Universum aufzudecken, wird Euclid in den nächsten sechs Jahren die Formen, Entfernungen und Bewegungen von Milliarden Galaxien bis auf 10 Milliarden Lichtjahre beobachten. Mit diesem Vorgehen wird Euclid die bisher größte kosmische 3D-Karte erzeugen.
Was Euclids Blick auf den Kosmos besonders macht, ist seine Fähigkeit, in nur einer Sitzung ein bemerkenswert scharfes sichtbares und infrarotes Bild über einen riesigen Teil des Himmels zu erzeugen.
Die heute veröffentlichten Bilder zeigen diese besondere Kapazität: von hellen Sternen bis hin zu lichtschwachen Galaxien zeigen die Beobachtungen die Gänze dieser Himmelsobjekte, bleiben aber auch beim Zoomen auf weit entfernte Galaxien extrem scharf.
„Dunkle Materie zieht Galaxien zusammen und bewirkt, dass sie sich schneller drehen, als die sichtbare Materie allein erklären kann; dunkle Energie treibt die beschleunigte Expansion des Universums voran. Euclid wird es Kosmologen erstmals ermöglichen, diese konkurrierenden dunklen Rätsel gemeinsam zu erforschen", erklärt die ESA-Wissenschaftsdirektorin Professor Carole Mundell. „Euclid wird insgesamt einen Fortschritt in unserem Verständnis des Kosmos bringen, und diese exquisiten Euclid-Bilder zeigen, dass die Mission bereit ist, eines der größten Rätsel der modernen Physik zu beantworten.“
„Wir haben noch nie astronomische Bilder wie diese gesehen, die so viele Details enthielten. Sie sind noch schöner und scharfer, als wir uns erhofft hätten, und zeigen uns viele bisher unbekannte Merkmale in bekannten Bereichen des nahen Universums. Jetzt sind wir bereit, Milliarden von Galaxien zu beobachten und ihre Entwicklung im Laufe der kosmischen Zeit zu untersuchen", sagt René Laureijs, Euclid-Projektwissenschaftler der ESA.
„Unsere hohen Standards für dieses Teleskop haben sich ausgezahlt: Dass diese Bilder so detailliert sind, liegt an einem speziellen optischen Design, einer perfekten Fertigung und Montage von Teleskop und Instrumenten sowie einer äußerst genauen Ausrichtung und Temperaturregelung", ergänzt Giuseppe Racca, Euclid-Projektleiter der ESA.
„Ich möchte allen Beteiligten gratulieren und danken, die diese ehrgeizige Mission verwirklicht haben, die Ausdruck europäischer Exzellenz und internationaler Zusammenarbeit ist. Die ersten von Euclid aufgenommenen Bilder sind ehrfurchtgebietend und erinnern uns daran, warum es unerlässlich ist, dass wir in den Weltraum fliegen, um mehr über die Geheimnisse des Universums zu erfahren", sagt ESA-Generaldirektor Josef Aschbacher.
Mit Euclids Augen ins Universum zoomen
Der Perseus-Galaxienhaufen
Diese unglaubliche Momentaufnahme von Euclid ist eine Revolution für die Astronomie. Das Bild zeigt 1000 Galaxien, die zum Perseus-Cluster gehören, und mehr als 100.000 weitere Galaxien weiter entfernt im Hintergrund.
Viele dieser lichtschwachen Galaxien waren bisher unentdeckt. Einige von ihnen sind so weit entfernt, dass ihr Licht 10 Milliarden Jahre gebraucht hat, um uns zu erreichen. Durch die Kartierung der Verteilung und Formen dieser Galaxien werden Kosmologen in der Lage sein, mehr darüber herauszufinden, wie dunkle Materie das Universum geformt hat, das wir heute sehen.
Dies ist das erste Mal, dass uns ein solch großes Bild erlaubt hat, so viele Perseus-Galaxien in einem so hohen Detailgrad einzufangen. Perseus ist eine der massereichsten bekannten Strukturen im Universum, und befindet sich „nur“ 240 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.
Astronomen zeigten, dass Galaxienhaufen wie Perseus sich nur gebildet haben können, wenn dunkle Materie im Universum vorhanden ist. Euclid wird zahlreiche Galaxienhaufen wie Perseus über die kosmische Zeit hinweg beobachten und dabei das „dunkle“ Element enthüllen, das sie zusammenhält.
Spiralgalaxie IC 342
Während seines Lebens wird unser Detektiv für das Dunkle Universum Milliarden von Galaxien abbilden und den unsichtbaren Einfluss enthüllen, den dunkle Materie und dunkle Energie auf sie haben. Deshalb ist es passend, dass eine der ersten Galaxien, die Euclid beobachtete, den Spitznamen „Versteckte Galaxie“ trägt, auch IC 342 oder Caldwell 5 genannt. Dank seiner Infrarotsicht hat Euclid bereits entscheidende Informationen über die Sterne in dieser Galaxie aufgedeckt, die ein ähnliches Aussehen wie unsere Milchstraße hat.
Irreguläre Galaxie NGC 6822
Um eine 3D-Karte des Universums zu erstellen, wird Euclid das Licht von Galaxien bis auf 10 Milliarden Lichtjahre Entfernung beobachten. Die meisten Galaxien im frühen Universum sehen nicht wie die quintessenzielle ordentliche Spirale aus, sondern sind unregelmäßig und klein. Sie sind die Bausteine für größere Galaxien wie unseres, und wir können immer noch einige dieser Galaxien relativ nah an uns finden. Diese erste irreguläre Zwerggalaxie, die Euclid beobachtete, heißt NGC 6822 und befindet sich in unserer Nähe, nur 1,6 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.
Kugelsternhaufen NGC 6397
Dieses funkelnde Bild zeigt Euclids Ansicht auf einem Kugelsternhaufen namens NGC 6397. Dies ist der zweitnächste Kugelsternhaufen zur Erde, der sich etwa 7800 Lichtjahre entfernt befindet. Kugelsternhaufen sind Ansammlungen von hunderttausenden Sternen, die von der Schwerkraft zusammengehalten werden. Derzeit kann kein anderes Teleskop als Euclid einen ganzen Kugelsternhaufen in einer einzigen Beobachtung beobachten und gleichzeitig so viele Sterne im Sternhaufen wahrnehmen. Diese lichtschwachen Sterne erzählen uns von der Geschichte der Milchstraße und davon, wo sich die dunkle Materie befindet.
Der Pferdekopfnebel
Euclid zeigt uns eine spektakuläre Panorama- und Detailansicht des Pferdekopfnebels, auch Barnard 33 genannt welcher Teil des Sternbildes Orion ist. In der neuen Beobachtung dieses Sternenkindergartens durch Euclid erhoffen sich die Wissenschaftler viele dunkle und bislang unentdeckte Planeten der Jupitermasse in ihren Kinderschuhen sowie junge braune Zwerge und Babysterne zu entdecken.
Neue Entdeckungen kommen bald
Euclids erster Blick auf den Kosmos ist nicht nur schön, sondern auch immens wertvoll für die wissenschaftliche Gemeinschaft.
Erstens zeigt sich, dass das Teleskop und die Instrumente von Euclid äußerst gut funktionieren und dass Astronomen mit Euclid die Verteilung der Materie im Universum und ihre Entwicklung auf größtem Maßstab untersuchen können. Die Kombination vieler Beobachtungen dieser Qualität, welche große Bereiche des Himmels abdecken, wird uns die dunklen und verborgenen Teile des Kosmos zeigen.
Zweitens enthält jedes einzelne Bild eine Fülle neuer Informationen über das nahe gelegene Universum (klicken Sie auf die einzelnen Bilder, um mehr darüber zu erfahren). „In den kommenden Monaten werden Wissenschaftler des Euclid-Konsortiums diese Bilder analysieren und eine Reihe wissenschaftlicher Arbeiten in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlichen, zusammen mit Papieren über die wissenschaftlichen Ziele der Euclid-Mission und die Instrumentenleistung“, ergänzt Yannick Mellier, Leiter des Euclid-Konsortiums.
Und schließlich führen uns diese Bilder über das Reich der dunklen Materie und der dunklen Energie hinaus und zeigen auch, wie Euclid eine Fundgrube an Informationen über die Physik einzelner Sterne und Galaxien schaffen wird.
Vorbereitung auf Routinebeobachtungen
Euclid ist am 1. Juli 2023 um 17:12 Uhr MESZ mit einer SpaceX-Falcon-9-Rakete von der Weltraumstreitkraft-Station Cape Canaveral in Florida, USA, zum Lagrange-Punkt 2 der Sonne-Erde gestartet. In den Monaten nach dem Start befanden sich Wissenschaftler und Ingenieure in einer intensiven Phase der Erprobung und Kalibrierung der wissenschaftlichen Instrumente von Euclid. Das Team nimmt die letzte Feinabstimmung des Raumfahrzeugs vor Beginn der wissenschaftlichen Routinebeobachtungen Anfang 2024 vor.
Über sechs Jahre wird Euclid ein Drittel des Himmels mit bisher unerreichter Genauigkeit und Sensibilität vermessen. Im Laufe der Mission wird die Datenbasis von Euclid einmal jährlich freigegeben und steht der weltweiten wissenschaftlichen Gemeinschaft über das Astronomie-Wissenschaftsarchiv zur Verfügung, welches im Europäischen Weltraumastronomiezentrum der ESA in Spanien untergebracht ist.
Über Euclid
Euclid ist eine europäische Mission, die mit Beiträgen der NASA von der ESA gebaut und betrieben wird. Das Euclid-Konsortium – bestehend aus mehr als 2000 Wissenschaftlern aus 300 Instituten in 13 europäischen Ländern, den USA, Kanada und Japan – ist für die Bereitstellung der wissenschaftlichen Instrumente sowie die wissenschaftliche Datenanalyse verantwortlich. Die ESA wählte Thales Alenia Space als Hauptauftragnehmer für den Bau des Satelliten und seines Servicemoduls und Airbus Defence and Space für die Entwicklung des Nutzlastmoduls einschließlich des Teleskops aus. Die NASA stellte die Detektoren des Nahinfrarot-Spektrometers und Photometers NISP zur Verfügung. Euclid ist eine Mission mittlerer Klasse im Kosmischen Visionsprogramm der ESA.
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Über die Europäische Weltraumorganisation
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ist das Tor Europas zum Weltraum.
Die ESA ist eine 1975 gegründete zwischenstaatliche Organisation, deren Aufgabe darin besteht, europäische Raumfahrtkapazitäten zu entwickeln und sicherzustellen, dass die Investitionen in die Raumfahrt den Bürger:innen in Europa und weltweit zugutekommen.
Die ESA hat 22 Mitgliedstaaten: Österreich, Belgien, Tschechische Republik, Dänemark, Estland, Finnland, Frankreich, Deutschland, Griechenland, Ungarn, Irland, Italien, Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Polen, Portugal, Rumänien, Spanien, Schweden,die Schweiz und das Vereinigte Königreich. Lettland, Litauen, die Slowakei und Slowenien sind assoziierte Mitglieder.
Die ESA hat eine formelle Zusammenarbeit mit vier Mitgliedstaaten der EU aufgebaut. Auch Kanada nimmt im Rahmen eines Kooperationsabkommens an bestimmten ESA-Programmen teil.
Dank der Koordinierung der Finanzressourcen und Kompetenzen ihrer Mitgliedstaaten kann die ESA Programme und Tätigkeiten durchführen, die weit über die Möglichkeiten eines einzelnen europäischen Landes hinausgehen. Des Weiteren arbeitet sie eng mit der EU bei der Verwirklichung der Programme Galileo und Copernicus und mit Eumetsat bei der Entwicklung von Meteorologiemissionen zusammen.
Mehr über die ESA erfahren Sie unter www.esa.int