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Gaia: endlich Durchblick in der Milchstraße


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Gaia: endlich Durchblick in der Milchstraße

Wer bei Nacht den Blick hebt, sieht am Firmament Millionen Sterne leuchten. Wirklich erkennen können wir aber nur einen winzigen Teil der Sternenvielfalt.

Aber, wieviele Himmelskörper strahlen denn da oben überhaupt? Und wo befinden sie sich genau? Das Universum verstehen – eine präzise Sternenkarte wäre dabei hilfreich. Genau die will die Europäische Raumfahrtbehörde ESA in den nächsten fünf Jahren erstellen. Wichtigster Mitarbeiter ist dabei ein scharfäugiger Satellit namens Gaia, der kurz vor seiner Fertigstellung steht. Der Satellit wird eine Milliarde Sterne unserer Galaxis kartographieren und dabei in fünf Jahren rund 70 Mal ihre Eigenschaften erfassen: Geschwindigkeit, Position, Helligkeit. Unter Astrophysikern kommt das einer Revolution gleich.

“Die Positionsbestimmung der Sterne durch einen Satelliten wird tausend mal genauer sein als jene, die wir bisher von der Erde aus anstellen konnten”, weiß Laurent Chemin vom Himmelsobservatorium in Bordeaux. Hoch oben auf dem Pic-du-Midi in den Pyrenäen lässt er Informationen sammeln. Hier liegt das gleichnamige Observatorium – seit mehr als einhundert Jahren Pilgerstätte für Sternengucker aus aller Welt. Bei Gaias Mission spielt die Sternwarte an der spanischen Grenze eine besondere Rolle. “Hier oben gibt es ein Instrument, das ich öfter benutze, damit kann ich die Geschwindigkeit der Sterne im Vergleich zu uns auf der Erde messen”, so Chemin. Mit den Messungen kann der Wissenschaftler dann den Spektrographen kalibrieren, der mit Gaia auf die Reise geht.

Es sind grundlegende Fragen, die geklärt werden sollen. Wo liegen die Sterne unserer Galaxis im Vergleich zu Erde? Wohin bewegen sie sich – und wie schnell? Schon immer haben Astronomen das Sternenfeld am Himmel kartographiert, bereits im zweiten Jahrhundert vor Christus. “Die Menschen betrachten den Sternenhimmel schon sehr lange”, erklärt Chemin. Der erste Astronom war wohl der Grieche Hipparchos. Schon vor Christi Geburt gelang ihm die Positionsbestimmung von etwa eintausend Sternen. Im Jahr 1989 dann erlebte er eine Renaissance, als die ESA einen Satelliten nach ihm benannte. Ganz in der Tradition seines Namensgebers konnte der Trabant 120.000 Sterne kartographieren. Nachfolger Gaia aber soll viel weiter gehen: eine Milliarde Sterne soll Gaia beobachten, kartographieren und vermessen. Für Wissenschaftler in Bordeaux und anderswo ein Fest!

Unter anderem wird Gaia die größte Digitalkamera an Bord nehmen, die Menschen je ins All geschickt haben. Gebaut haben dieses Riesenauge Ingenieure der EADS-Tochter Astrium im französischen Toulouse. Die Aufgabe: präzise und möglichst stabil sollte die Kamera sein. “Wir sprechen über Sterne, die vierhunderttausend Mal schwächer leuchten als wir mit bloßem Auge sehen können. Deswegen haben wir für Gaia eine riesige so genannte Fokalebene gebaut”, erläutert Giuseppe Sarri, Manager des Gaia-Projekts. Die Kamera arbeitet so genau, dass man mit ihr vom Mond den Daumennagel eines Menschen auf der Erde vermessen könnte. Fokaleben und Teleskop bestehen vollkommen aus Sililciumkarbid. Der Vorteil: Das Material wird nach Erhitzung hart wie ein Diamant.

Astronomen weltweit stehen Kopf beim Gedanken an die Möglichkeiten, die so genaue Messungen mit sich bringen werden. Gaia wird mehr als eine Milliarde Sterne erfassen – das ist etwa ein Prozent der Sterne in der Milchstraße. Dabei entsteht eine riesige Datenmenge, mit der die Wissenschaftler Teile des großen Sternenpuzzles ergänzen können. “Was wir herausfinden wollen ist, wie viele Arme unsere Galaxie hat, zwei oder drei oder gar vier? Der Teil im Zentrum der Galaxie beispielsweise wurde von Hipparchos nicht erfasst. Gaia aber wird ihn erreichen können”, so die Spanierin Jordi. Gaia werde auch dort antworten finden, wo Vorgänger Hipparchos passen musste.

Gaia – in der griechischen und römischen Mythologie der Name der Mutter Erde. Dank dieses Satelliten wird die Menschheit beim nächtlichen Blick nach oben schon bald um einiges schlauer sein.

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