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Euclid legt die Grundlage für die beste 3D-Karte des Universums
Wie die Dunkle Materie Galaxien formt und warum sich das Universum beschleunigt ausdehnt, ist weiterhin ungeklärt. Das Weltraumteleskop Euclid stellt nun Beobachtungen von mehr als 900 Millionen Galaxien, rund 15.000 Kandidaten für starke Gravitationslinsen und über 160 Millionen Spektren bereit. Der Datensatz bildet die Grundlage für eine künftige dreidimensionale Karte des Kosmos.
Paris (Frankreich). Die Verteilung der Dunklen Materie lässt sich nur indirekt untersuchen, weil diese selbst kein nachweisbares Licht aussendet. Ihre Schwerkraft beeinflusst aber Galaxien und das weit verzweigte kosmische Netz aus Galaxienhaufen und Materiefilamenten, dessen Entwicklung noch viele Fragen aufwirft.
Das 2023 gestartete Weltraumteleskop Euclid soll dafür über sechs Jahre hinweg einen großen Teil des Himmels systematisch erfassen. Es kombiniert hochauflösende Aufnahmen in sichtbarem und nahem Infrarotlicht mit Spektraldaten, um die Verteilung von Galaxien und die Entwicklung des Universums zu vermessen.
Mit DR1-Foundation veröffentlicht die Europäische Weltraumorganisation (ESA) erstmals einen umfangreichen Datenbestand aus der laufenden Euclid-Himmelsdurchmusterung. Die Freigabe umfasst rund 13 Monate Beobachtungen aus den Jahren 2024 und 2025 sowie insgesamt etwa 1,7 Millionen Gigabyte Rohdaten, verarbeitete Aufnahmen und Kataloginformationen.
Allein die Weitwinkel-Durchmusterung deckt rund 1.900 Quadratgrad des Himmels ab, entsprechend etwa 9.500 Vollmondflächen. Das sind erst rund 14 Prozent des Gebiets, das Euclid während seiner Hauptmission beobachten soll. Früher veröffentlichte Datenpakete erfassten nur einen Bruchteil dieser Fläche.
Der neue Bestand enthält die Positionen und Messdaten von mehr als 900 Millionen Galaxien sowie über 60 Millionen Quasarkandidaten, also möglichen hellen Galaxienkernen. Hinzu kommen die Spektren von mehr als 160 Millionen Quellen, die künftig für Entfernungsbestimmungen und weitere astronomische Analysen ausgewertet werden können.
„Das ist ein Maßstabssprung gegenüber Euclids früheren Veröffentlichungen, die Beobachtungen von wenigen Tagen auf rund 60 Quadratgrad des Himmels umfassten. Nun veröffentlichen wir Daten von mehr als einem Jahr, die ein deutlich größeres Gebiet abdecken. Das eröffnet bahnbrechende wissenschaftliche Möglichkeiten“, erklärt Dr. Valeria Pettorino von der ESA.
Besonders aufschlussreich ist der neu zusammengestellte Katalog mit rund 15.000 Kandidaten für starke Gravitationslinsen. Solche Systeme entstehen, wenn die Masse einer Vordergrundgalaxie das Licht einer weiter entfernten Galaxie so stark ablenkt, dass Bögen, Mehrfachbilder oder ein Einsteinring erscheinen.
Anhand solcher Lichtverzerrungen können Astronomen die Gesamtmasse der Vordergrundgalaxie untersuchen und Rückschlüsse auf die Verteilung Dunkler Materie ziehen. Um die seltenen Systeme in den enormen Bildmengen zu finden, wurden Verfahren des maschinellen Lernens mit der Durchsicht durch tausende freiwillige Helfer kombiniert. Die gemeldeten Kandidaten sind dabei noch nicht sämtlich als Gravitationslinsen bestätigt.
„Starke Gravitationslinsen liefern einzigartige Einblicke in das dunkle Universum, weil sie es uns ermöglichen, einzelne Galaxien einschließlich ihrer unsichtbaren Dunklen Materie zu wiegen und zu untersuchen, wie sich das Universum ausdehnt. Vor mehr als zehn Jahren sagten wir voraus, dass Euclid die Entdeckung starker Gravitationslinsen revolutionieren würde. Dieser Tag ist nun gekommen“, erklärt Natalie Lines von der University of Portsmouth.