Kosmologie bereitet sich auf die Mission zur dunklen Energie vor
Unser Verständnis des Kosmos ist eine ständige Forschungsaufgabe. Jahrelang herrschte der Konsens, dass sich die Expansion des Universums verlangsame. Erst in den späten 1990er Jahren konnte die Wissenschaft bestätigen, dass das Gegenteil der Fall ist – die Expansion des Universums beschleunigt sich. „Das Forschungsteam nannte die Kraft, die für die Expansion des Universums verantwortlich ist, dunkle Energie(öffnet in neuem Fenster)“, erklärt der Koordinator des Projekts EWC(öffnet in neuem Fenster), Thomas Kitching vom University College London(öffnet in neuem Fenster) im Vereinigten Königreich. „Aber wir wissen immer noch nicht genau, was das eigentlich ist.“ Ein weiterer integraler Bestandteil dieses Modells des expandierenden Universums ist dunkle Materie. „Wenn wir ins Universum blicken, ‚sehen‘ wir etwas, das unsichtbar und für Licht durchlässig ist, aber wir wissen, dass es da ist, weil es eine Gravitationskraft hat“, sagt Kitching. Mit anderen Worten: Ohne die Existenz von dunkler Energie und dunkler Materie ergäbe das Verhalten von Planeten, Sternen und Galaxien einfach keinen Sinn.
Die Entdeckung der dunklen Energie
Durch diese Entdeckungen wurde die Kosmologie auf den Kopf gestellt. Die Euclid-Mission(öffnet in neuem Fenster) der Europäischen Weltraumorganisation(öffnet in neuem Fenster), bei der ein Teleskop ins All geschickt wird, soll Antworten finden. „Wir wollen das Wesen der dunklen Energie mit Hilfe von Gravitationslinsen besser verstehen“, fügt Kitching hinzu, der auch einer der leitenden Wissenschaftler der Euclid-Mission ist. „Aufnahmen von Galaxien werden durch die Anwesenheit von Materie verzerrt, ähnlich wie Licht durch Glas verzerrt werden kann.“ Kitching erklärt, dass Euclid in ferne Galaxien und damit in die kosmische Vergangenheit blicken wird, um aufzuzeichnen, wie das Licht durch Gravitationsfelder verzerrt wird. Wenn dieser Effekt im Laufe der Zeit gemessen werden kann, dann könnte Euclid feststellen, wie sich die dunkle Materie im Laufe der Zeit verändert hat. Letztendlich hofft das Team von Euclid, durch die Untersuchung der Entstehung der dunklen Materie im Laufe der Zeit die Beschaffenheit der dunklen Energie bestimmen zu können.
Kalibrierung der Mission
An dieser Stelle kommt das EWC-Projekt ins Spiel. „Weltraummissionen sind sehr kostspielig“, merkt Kitching an. „Sofern es möglich ist, werden in der Kosmologie erdgebundene Teleskope und Daten aus bestehenden Weltraummissionen genutzt.“ Zu diesem Zweck machte sich das EWC-Projekt daran, vorhandene Daten zu erfassen, um die Feinabstimmung der Euclid-Mission zu unterstützen. Alle Daten des Teleskops Hubble(öffnet in neuem Fenster) wurden neu analysiert, und neue Datensätze wurden von Quellen wie dem Instrument PAUCam(öffnet in neuem Fenster) auf den Kanarischen Inseln gesammelt. „Hubble hat eine höhere Auflösung als Euclid, aber auf einer viel kleineren Fläche – etwa so groß wie Ihre ausgestreckte Hand vor dem Himmel“, erklärt Kitching. „Euclid wird den gesamten Himmel abdecken. Dort, wo es Überlappungen gibt, können wir also die Daten von Euclid mit den höher aufgelösten Daten von Hubble kalibrieren.“ Die Daten des PAUCam-Instruments – einer Mehrfarbenkamera – werden verwendet, um die von Euclid erzeugten Graustufenbilder zu ergänzen und eine bessere Farbauflösung zu erzielen.
Startklar
Die im Rahmen von EWC durchgeführten Maßnahmen erfolgten parallel zu den Vorbereitungen für den Start von Euclid. „Jetzt ist es an der Zeit, die Arbeit in Angriff zu nehmen und den Start vorzubereiten“, sagt Kitching. „Es gibt noch viel zu tun – die Entwicklung von Algorithmen zur Datenanalyse, Belastungstests für alles und so weiter. Nach dem Start wird Euclid riesige Mengen an Daten liefern, die durch die im Rahmen von EWC geleistete Arbeit noch weiter verfeinert werden. Kitching erwartet, dass die Mission die Sicht der Menschheit auf das Universum verändern wird. Als Teil von EWC wurden ein Gedicht und das Bild einer Galaxie, das aus den Fingerabdrücken der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler besteht, auf die Seite des Teleskops gelasert. „Wir versuchen, künftigen Generationen etwas von der menschlichen Natur zu vermitteln, die in diese Mission eingeflossen ist“, erklärt er abschließend. „Dies war ein kollektives Unterfangen.“
Schlüsselbegriffe
EWC, Euclid, Weltraum, dunkle Energie, dunkle Materie, Universum, Hubble, Planeten, Sterne, Gravitation
