08. November 2023

Weltraumteleskop Euclid liefert erste wissenschaftliche Bilder Weltraumteleskop Euclid liefert erste wissenschaftliche Bilder

Euclid, das neue Weltraumteleskop der ESA mit deutscher Beteiligung, hat seine ersten Farbfotos aus dem Weltall veröffentlicht. Noch nie zuvor konnte ein Teleskop so scharfe astronomische Bilder über einen so großen Himmelsbereich anfertigen und gleichzeitig so tief ins entfernte Universum blicken. Forschende vom Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn sind an der Mission beteiligt. 

Der Pferdekopfnebel:
Der Pferdekopfnebel: - Euclid zeigt eine spektakuläre Panorama- und Detailaufnahme des Pferdekopfnebels, der auch als Barnard 33 bekannt ist und zum Sternbild Orion gehört. Mit Euclids neuer Beobachtung dieser stellaren Kinderstube hoffen die Forschenden, viele lichtschwache und bisher ungesehene Planeten mit Jupitermasse in ihren ersten Lebensjahren sowie junge braune Zwerge und Baby-Sterne zu finden. © ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, Bildbearbeitung durch J.-C. Cuillandre, G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO
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Die fünf Bilder zeigen Euclids volles Potenzial. Sie verdeutlichen, dass das Teleskop bereit ist, die umfangreichste 3D-Karte des Universums zu erstellen, um einige seiner dunklen Geheimnisse aufzudecken. Die deutschen Mitglieder des Euclid-Konsortiums sind an vorderster Linie an den Forschungen beteiligt und steuern zentrale technische Komponenten und logistische Dienstleistungen bei.

Euclids wichtigste Aufgabe ist, die detaillierteste 3D-Kartierung des dunklen Universums vorzunehmen, die es je gab. Dieses spezielle Teleskop hilft dabei herauszufinden, wie Dunkle Materie und Dunkle Energie unser Universum so aussehen lassen, wie es heute der Fall ist. 95 Prozent unseres Kosmos scheint aus diesen mysteriösen „dunklen“ Zutaten zu bestehen. Während die Dunkle Materie die Gravitationswirkung zwischen und innerhalb von Galaxien bestimmt und zunächst für eine Abbremsung der Ausdehnung des Weltalls sorgte, ist die Dunkle Energie für die derzeitige beschleunigte Expansion des Universums verantwortlich. Allerdings verstehen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler noch nicht, woraus sie bestehen, da ihre Anwesenheit nur sehr subtile Veränderungen im Aussehen und in den Bewegungen der Objekte verursacht, die zu beobachten sind.

Um den „dunklen“ Einfluss auf das sichtbare Universum aufzuspüren, wird Euclid mit seinen beiden Instrumenten VIS (Visible Instrument) und NISP (Nah-Infrarot Spektrograf und Photometer) in den nächsten sechs Jahren die Formen, Entfernungen und Bewegungen von Milliarden von Galaxien bis zu 10 Milliarden Lichtjahre entfernt beobachten. Dadurch wird es die umfangreichste kosmische 3D-Karte erstellen, die jemals angefertigt wurde.

Dazu erläutert Matthias Kluge, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching und an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) in München: „Mit Euclids riesigem Bildfeld und seiner hohen Empfindlichkeit lassen sich die Galaxien im Perseus-Galaxienhaufen bis an ihre äußersten und leuchtschwächsten Regionen vermessen. Zusammen mit den zahlreichen Kugelsternhaufen, die wir in den gestochen scharfen Bildern entdecken, gewinnen wir damit neue Erkenntnisse über die späten Stadien der Galaxienentwicklung, wenn Galaxien miteinander kollidieren und verschmelzen.“

Euclids erster Blick auf den Kosmos ist nicht nur schön, sondern auch von großem Wert für die Wissenschaft. Erstens zeigt er, dass das Euclid-Teleskop und die Instrumente extrem gut funktionieren und dass die Astronomen Euclid nutzen können, um die Verteilung der Materie im Universum und seine Entwicklung auf den größten Entfernungen zu untersuchen. Zweitens enthält jedes einzelne Bild eine Fülle von neuen Informationen über das nahe Universum. Auf diese Weise führen diese Bilder über den Bereich der Dunklen Materie und der Dunklen Energie hinaus und zeigen, wie Euclid eine Fundgrube für Erkenntnisse über die Physik einzelner Sterne, der Milchstraße und anderer Galaxien schaffen wird.

Was Euclids Sicht auf das Universum besonders macht, ist seine Fähigkeit, in nur einem Durchgang ein bemerkenswert scharfes sichtbares und Infrarotbild über einen großen Teil des Himmels zu erstellen. In Kombination mit Bilddaten von bodengebundenen Teleskopen wird der größte und präziseste Multiwellenlängenkatalog der extragalaktischen Astronomie entstehen.

„Mit den ersten wissenschaftlichen Bildern und der hervorragenden Bildqualität, vor allem auch unseres Instruments NISP, sind wir froh und stolz zu diesen tollen Ergebnissen beigetragen zu haben“, sagt Frank Grupp (MPE, LMU), unter dessen Leitung am MPE die Optik des NISP-Instruments entwickelt und gebaut wurde. Euclid enthält die größten optischen Linsen, die jemals für eine wissenschaftliche Weltraummission entwickelt wurden.

„Die herausragende Kombination von Kameragröße und Bildschärfe erlaubt die beispiellose Untersuchung von astronomischen Objekten auf den unterschiedlichsten Skalen in einer einzigen Aufnahme“, sagt Reiko Nakajima vom Argelander-Institut für Astronomie (AIfA) der Universität Bonn, die als Instrument-Wissenschaftlerin verantwortlich für die Bildqualität des optischen 600 Megapixel VIS-Instruments ist.

Nun gilt es, in den kommenden Monaten und Jahren die Fülle von Daten auszuwerten, was schließlich in einer stattlichen Anzahl wissenschaftlicher Veröffentlichungen münden wird. Zudem werden Euclids Ergebnisse weitere Nachfolgebeobachtungen mit anderen Teleskopen nach sich ziehen, um die Kenntnisse über die einzelnen Objekte zu vervollständigen.

Die Mission

Euclid ist eine Weltraummission der Europäischen Weltraumagentur (ESA) mit Beiträgen der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Im „Cosmic Vision“-Programm der ESA ist es die zweite M-Klasse-Mission.

Die Partner

VIS und NISP wurden von einem Konsortium aus Wissenschaftlern und Ingenieurinnen aus 17 Ländern entwickelt und gebaut, viele aus Europa, aber auch aus den USA, Kanada und Japan. Aus Deutschland beteiligen sich das Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg, das Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching, die Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) in München, die Universität Bonn (UB), die Ruhr-Universität Bochum (RUB) sowie die Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn.

Originalpressemitteilung der deutschen Mitglieder des Euclid-Konsortiums mit zusätzlichen Bildern:
https://www.mpia.de/aktuelles/2023-euclid-ero-first-images

Spiralgalaxie IC 342:
Spiralgalaxie IC 342: - Im Laufe seines Betriebs wird Euclid Milliarden von Galaxien abbilden und den unsichtbaren Einfluss der Dunklen Materie und der Dunklen Energie auf sie sichtbar machen. Daher ist es nur passend, dass eine der ersten Galaxien, die Euclid beobachtet hat, den Spitznamen „Verborgene Galaxie“ trägt und auch als IC 342 oder Caldwell 5 bekannt ist. Dank seines Infrarotblicks hat Euclid bereits wichtige Informationen über die Sterne in dieser Galaxie, die unserer Milchstraße sehr ähnlich ist, gewonnen. © ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, Bildbearbeitung durch J.-C. Cuillandre, G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO
Perseus-Galaxienhaufen:
Perseus-Galaxienhaufen: - Dieser Schnappschuss von Euclid ist ein großer Fortschritt für die Astronomie. Das Bild zeigt 1000 Galaxien, die zum Perseus-Haufen gehören, und mehr als 100.000 weitere Galaxien in großer Entfernung im Hintergrund. Viele dieser schwachen Galaxien waren bisher nicht zu sehen. 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 Form dieser Galaxien können Kosmologen mehr darüber herausfinden, wie die Dunkle Materie das Universum, das wir heute sehen, geformt hat. © ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, Bildbearbeitung durch J.-C. Cuillandre, G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO

Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR koordiniert die deutschen ESA-Beiträge und stellt darüber hinaus aus dem Nationalen Raumfahrtprogramm Fördermittel in Höhe von 60 Millionen Euro für die beteiligten deutschen Forschungsinstitute zur Verfügung.

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