3. Dezember 2020
Neuer Teil des bislang größten Sternenkatalogs veröffentlicht

Un­se­re Ga­la­xie in 3D: Sa­tel­li­ten­mis­si­on Gaia kar­tiert die Milch­stra­ße

Gaia-Abbildung Milchstraße
Gaia-Ab­bil­dung der Milch­stra­ße
Bild 1/4, Credit: ESA/Gaia/DPAC CC BY-SA 3.0 IGO

Gaia-Abbildung der Milchstraße

Gai­as An­sicht der Milch­stra­ße und der bei­den Ma­gel­lan­schen Wol­ken (un­ten rechts), ba­sie­rend auf Mes­sun­gen aus dem ers­ten Teil des drit­ten Ster­nen­ka­ta­lo­ges. Die Kar­te zeigt die Ge­samt­hel­lig­keit und Far­be der von Gaia be­ob­ach­te­ten Ster­ne.
Gaia-Sonde im Weltall
Die Gaia-Son­de im Welt­all
Bild 2/4, Credit: ESA/ATG medialab Hintergrund: ESO/S. Brunier

Die Gaia-Sonde im Weltall

Die Die Gaia-Son­de ist im De­zem­ber 2013 ins Welt­all ge­star­tet und er­fasst seit­her die Po­si­tio­nen, Ei­gen­be­we­gun­gen, Ent­fer­nun­gen und Hel­lig­kei­ten von Him­mels­kör­pern. Mit Hil­fe ih­rer Da­ten ent­seht der bis­lang um­fang­reichs­te und ge­naues­te Ster­nen­ka­ta­log.
Die Magellansche Wolken
Die Ma­gel­lan­schen Wol­ken
Bild 3/4, Credit: ESA/Gaia/DPAC/DLR CC BY-SA 3.0 IGO

Die Magellanschen Wolken

Gai­as An­sicht  der Ster­ne in den bei­den Nach­bar­ga­la­xi­en: die Ma­gel­lan­schen Wol­ken (un­ten links die Große Ma­gel­lan­sche Wol­ke, oben rechts die Klei­ne Ma­gel­lan­schen Wol­ke). Be­ob­ach­tun­gen der Ma­gel­lan­schen Wol­ken mit Gaia sind für die Un­ter­su­chung von Ster­nen, die ih­re Leucht­kraft va­ri­ie­ren (va­ria­ble Ster­ne wie Ce­phei­den und RR Ly­rae) von großer Be­deu­tung. Die­se Ster­ne kön­nen als In­di­ka­to­ren für kos­mi­sche Ent­fer­nun­gen für weit ent­fern­te Ga­la­xi­en ver­wen­det wer­den. 
Sternhaufen Hyaden
Stern­hau­fen der Hya­den
Bild 4/4, Credit: ESA/Gaia/DPAC/DLR CC BY-SA 3.0 IGO

Sternhaufen der Hyaden

Der Stern­hau­fen der Hya­den ist der dem Son­nen­sys­tem am nächs­ten ge­le­ge­ne of­fe­ne Hau­fen, et­wa 150 Licht­jah­re von der Er­de ent­fernt (Stern­bild Stier). Gaia be­ob­ach­tet nicht nur die Hel­lig­keit der Ster­ne (Bild auf der lin­ken Sei­te), son­dern misst auch die Ge­schwin­dig­keit der Ster­ne (Ei­gen­be­we­gung) über den Him­mel. Die Pfei­le im Bild rechts stel­len die­se Ge­schwin­dig­kei­ten dar. Die Pfei­le, die mit den Ster­nen in den Hya­den (hier zur Kon­trast­ver­bes­se­rung gelb ein­ge­färbt) ver­bun­den sind, zei­gen al­le in die glei­che Rich­tung. Dies be­weist den Astro­no­men, dass die­se Ster­ne zu­sam­men aus der­sel­ben Pro­to­stel­la­ren Wol­ke ent­stan­den sind und zu ei­nem ge­mein­sa­men Hau­fen ge­hö­ren.
  • Am 3. Dezember 2020 wurde der erste Teil des dritten Gaia-Sternenkataloges veröffentlicht.
  • Im gesamte Sternenkatalog sind bislang 1,8 Milliarden Himmelskörper verzeichnet. Für den Großteil der Objekte - rund 1,5 Milliarden Einträge - konnte die Messung von Eigenbewegung und Entfernung nun signifikant verbessert werden.
  • Pro Tag beobachtet Gaia durchschnittlich 850 Millionen Objekte und sammelt dabei rund 20 Gigabyte an Daten.
  • Schwerpunkte: Exploration, Big Data

Die Satellitenmission Gaia widmet sich einem Mammutprojekt: Sie erstellt den bislang umfangreichsten und genauesten Sternenkatalog. Am 3. Dezember 2020 wurde der erste Teil des dritten Kataloges veröffentlicht. "Dies ist ein weiterer Schritt hin zu einer hochgenauen, dreidimensionalen, optischen Himmelsdurchmusterung", erklärt Dr. Walther Pelzer, Vorstand für die Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). "Gaia soll Informationen zu Position und Geschwindigkeit von rund zwei Milliarden Objekten in unserer Milchstraße und weit entfernten Galaxien sammeln und ist dabei überaus erfolgreich. Mit einer Datenmenge von etwa einem Petabyte wird die Mission dazu beitragen, die deutsche Wissenschaft und Industrie auf dem Gebiet der Verarbeitung von Big Data, des maschinellen Lernens und auch der künstlichen Intelligenz deutlich zu stärken und uns ganz neue Informationen über die Anzahl, Zusammensetzung und Ausdehnung von Sternen und anderen Himmelskörpern geben."

Höhere Datenqualität ermöglicht Fortschritte bei der Weltraumforschung

Die Positionen, Eigenbewegungen, Entfernungen und Helligkeiten von fast zwei Milliarden Himmelskörpern zu erfassen - also rund einem Prozent unserer Galaxie - ist das Ziel der Satellitenmission Gaia, die im Dezember 2013 gestartet ist. Dies sind wichtige Parameter, um zu bestimmen, worum es sich bei den Objekten genau handelt und wie sich diese entwickeln. Die Informationen dienen außerdem dazu, einen dreidimensionalen Sternenkatalog in bislang unerreichter Präzision zu erstellen. "Die beiden ersten Kataloge wurden im September 2016 und April 2018 veröffentlicht und haben unter anderem unser Bild von der Entwicklung der Milchstraße bereits nachhaltig beeinflusst", erläutert Dr. Alessandra Roy, Gaia-Projektleiterin im DLR Raumfahrtmanagement. "Im gesamten Sternenkatalog sind bislang 1,8 Milliarden Himmelskörper verzeichnet. Für den Großteil der Objekte - rund 1,5 Milliarden Einträge - konnte die Messung von Eigenbewegung und Entfernung nun signifikant verbessert werden."

Der dritte Katalog enthält Informationen über lichtschwächere Sterne in der Umgebung der Sonne, Gebiete in den Außenbereichen der Milchstraße, Sterne in den Magellanschen Wolken und eine Messung der Beschleunigung unseres Sonnensystems relativ zum Rest des Universums. Aufgrund der verbesserten Qualität der Daten erwarten die Wissenschaftler weitere Fortschritte bei der Erforschung der Struktur, Dynamik und Geschichte der Milchstraße, aber auch bei der Erforschung des Universums allgemein.

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Online Veranstaltung - Gaia Early Data Release 3
Die Vermessung des Universums Am 03. Dezember 2020 um 12:00 Uhr (mitteleuropäische Zeit) wird ein erster Teil des dritten Gaia-Daten-Katalogs veröffentlicht. Dann werden Einträge für fast 1,8 Milliarden Himmelskörper einsehbar sein. Das DLR Raumfahrtmanagement veranstaltet aus diesem Anlass mit den...
Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Sie können den Livestream der Gaia-Veranstaltung am 3. Dezember 2020, von 11:00 Uhr bis etwa 12:30 Uhr, auch auf der #EDR3-Sonderseite anschauen und dort Fragen an die Beteiligten Experten richten.

"Big Data" als Voraussetzung für die moderne Astronomie

Der Zweig der Astronomie, der sich mit Messungen, Berechnungen von Positionen und Bewegungen von Himmelskörpern beschäftigt, heißt Astrometrie und reicht über 5000 Jahre zurück. Aber erst mit dem ESA-Hipparcos-Satelliten in den 1990er Jahren und ganz besonders mit Gaia begann die Präzisions-Astrometrie. Um den endgültigen Gaia-Katalog zu erstellen, müssen Wissenschaftler rund zehn Milliarden Gleichungen simultan lösen und mehr als ein Petabyte an Daten bearbeiten. Würde der Katalog in gedruckter Form vorliegen, wäre die Buchreihe mehr als 100 Kilometer lang. Pro Tag beobachtet Gaia durchschnittlich 850 Millionen Objekte und sammelt dabei rund 20 Gigabyte an Daten.

Ursprünglich war das Ende der Gaia-Mission für das Jahr 2019 geplant. Da alle Instrumente an Bord des Satelliten noch voll funktionsfähig sind, soll die Sonde aber noch bis zum Jahr 2025 Daten sammeln - dann werden die für die Ausrichtung des Satelliten benutzen Gasvorräte an Bord voraussichtlich vollständig verbraucht sein. Weitere noch vollständigere Veröffentlichungen des Gaia-Kataloges sind ab dem Jahr 2022 geplant. "Wir werden wohl noch lange warten müssen, bis eine vergleichbare Weltraummission wie Gaia starten wird", so Dr. Roy. "Im Moment laufen zwar Studien über eine Astrometrie-Mission, die auch den Infrarotteil des Spektrums abdeckt, jedoch ist die dafür erforderliche Technologie noch nicht ausgereift."

Mehr als 20 Länder kooperieren bei der Gaia-Mission

Gaia ist eine Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA, bei der mehr als 20 Länder zusammenarbeiten, darunter auch Deutschland. Deutschland leitet die Koordinationseinheit, die sich mit der Bestimmung der astrometrischen Ergebnisse innerhalb des Datenverarbeitungs- und Analysekonsortiums DPAC beschäftigt. Der vom DLR Raumfahrtmanagement mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) finanzierte deutsche Beitrag umfasst das Astronomische Rechen-Institut (Universität Heidelberg), das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, das Max-Planck-Institut für Astronomie (Heidelberg) und das Lohrmann-Observatorium an der Technischen Universität Dresden. Das DLR Raumfahrtmanagement agiert als nationale Raumfahrtagentur. Das Max-Planck-Institut für Astrophysik (Garching) wird an der an der spektroskopischen Datenauswertung für die dritte Ausgabe beteiligt sein. An der ersten Ausgabe des Katalogs waren auch die Hamburger Sternwarte und die Universität Bremen beteiligt.

Weiterführendes Material finden Sie hier:

Software:
Mit der freien Software "Gaia Sky" können Sie sich selbst auf Sternenreise begeben.

Videos:
Ein Flug von Gaia durch die Sterne der Milchstraße

Gaias Untersuchung der Sonnenumgebung

Gaia - Sternpopulationen und Bewegungen der Großen und Kleinen Magellanschen Wolken

Kontakt
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    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    Deut­sche Raum­fahr­t­agen­tur im DLR, Grup­pen­lei­te­rin Kom­mu­ni­ka­ti­on
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