Das europäische Observatorium Gaia hat den Sternenhimmel kartiert sowie Positionen und Helligkeiten von mehr als einer Milliarde Sonnen präzise vermessen. Doch das ist erst der Anfang der Mission.

Das europäische Weltraumobservatorium „Gaia“ hat die bislang umfangreichste Karte des Sternenhimmels erstellt. Die ersten Gaia-Daten, die die europäische Raumfahrtagentur Esa jetzt veröffentlicht hat, enthalten die Positionen und die Helligkeiten von knapp 1,14 Milliarden Sternen der Milchstraße. Das sind rund ein Prozent der Sterne unserer Heimatgalaxie. Auf der Himmelskarte sind zudem die große und die kleine Magellansche Wolke, einige Zwerggalaxien sowie der Andromedanebel zu erkennen.

Zusätzlich zu der Himmelskarte hat Gaia einen 3D-Film von der Bewegung der zwei Millionen hellsten Sterne in unserer komischen Umgebung erstellt. Darüber hinaus sind mehr als 3000 variable Sterne vermessen und Tausende von Objekten außerhalb der Milchstraße kartiert worden. Von den erfassten Gestirnen waren einige tausend bislang völlig unbekannt. Ziel der auf fünf Jahre angelegten Mission ist die bislang detaillierteste 3D-Karte unserer Milchstraße. Die Forscher der Gaia-Mission erhoffen sich von den Daten neue Einblicke in die Struktur sowie in die Entstehung und Entwicklung der Milchstraße.

Big Data aus dem All

Der europäische Satellit war am 19. Dezember 2013 an Bord einer Sojus-Trägerrakete gestartet und hatte im Juli 2014 mit der systematischen Vermessung der Sterne begonnen. Der zwei Tonnen schwere Satellit ist in 1,5 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde stationiert worden, am sogenannten Lagrange-Punkt 2 (L2). Das ist ein Ort, an dem die Fliehkraft die Anziehungskraft von Erde und Sonne gerade aufhebt, so dass ein Satellit dort dauerhaft kreisen kann. Der Vorteil ist, dass die Beobachtungen dort weitgehend ohne Störungen möglich sind. So kann im Laufe eines Jahres der gesamte Himmel observiert werden.

Das Observatorium hat eine hochauflösende Digitalkamera mit einer Milliarde Pixel an Bord. Damit ließe sich noch eine Cent-Münze auf dem Mond erkennen. Die jetzt – 1000 Tage nach dem Start – veröffentlichten Daten stammen von Beobachtungen der ersten 14 Monate der Mission, von Juli 2014 bis September 2015. Die Daten der gesamten Mission werden am Ende selbst in komprimiertem Zustand mehr als 1,5 Millionen CD-Roms füllen.

Auf der Spur von Asteroiden und der Dunklen Materie

„Gaia markiert einen wesentlichen Fortschritt in der Kartierung des Himmels“, betonte Anthony Brown vom Gaia-Datenverarbeitungs- und -analysezentrum im holländischen Leiden bei der Präsentation der Ergebnisse in Villanueva de la Cañada bei Madrid. Die Detailschärfe der Gaia-Daten sei vergleichbar mit Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble. Es sei wie eine Hubble-Aufnahme des gesamten Himmels, erläuterte Brown.

Die Forscher erhoffen sich von den „Gaia“-Daten nicht nur neue Einblicke in die Verteilung und Entwicklung der Sterne in unserer Milchstraße, sondern auch in die Verteilung und möglicherweise die Natur der rätselhaften Dunklen Materie in unserer Galaxie. Außerdem möchten die Astronomen mit den „Gaia“-Daten die kosmischen Entfernungsmaßstäbe besser eichen und so nicht nur ein genaueres Bild unserer Heimatgalaxie erhalten, sondern auch des ferneren Weltalls.

Ein erstes Appetithäppchen

Das fliegende Observatorium soll nicht nur Sterne vermessen, sondern auch zahlreiche Asteroiden und andere Kleinkörper in unserem Sonnensystem aufspüren. „Jeder Lichtpunkt wird kartiert“, sagte Gaia-Wissenschaftler Timo Prusti von der Esa in Villanueva de la Cañada. Auf diese Weise werde der Satellit auch die genaue Position rund einer Million anderer Galaxien bestimmen. Schon jetzt haben die Astronomen in den Daten mehr als 2000 ferne aktive Galaxien identifiziert, sogenannte Quasare. Die Wissenschaftler beschreiben die ersten Resultate der Gaia-Mission in 15 Fachaufsätzen in einer Sonderausgabe der Zeitschrift „Astronomy & Astrophysics“.

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„Der Satellit arbeitet gut, und wir haben gezeigt, dass es möglich ist, die Analyse einer Milliarde Sterne zu bewältigen“, betonte Prusti. „Die heutige Veröffentlichung liefert uns einen ersten Eindruck was wir von Gaia noch zu erwarten haben und die unser Wissen über die Verteilung und Bewegung von Sternen in unserer Galaxie revolutionieren“, ergänzt Esa-Wissenschaftsdirektor Alvaro Giménez.