Wie das Euklid-Teleskop das unsichtbare Universum erkundet

Künstlerische Darstellung der Raumsonde Euklid

Diese Abbildung zeigt das Konzept von Thales Alenia Space für die Raumsonde Euclid. (Bildnachweis: Thales Alenia Space – Italien)



Wenn die Raumsonde Euclid der Europäischen Weltraumorganisation im Jahr 2019 startet, wird sie eine ehrgeizige Mission zur Kartierung von mehr als 70 Millionen Galaxien mit einem einzigen Ziel starten: ein Licht auf die unsichtbare dunkle Materie und dunkle Energie zu richten, die das Universum zusammenhalten.



Benannt nach dem antiken griechischen Mathematiker wird Euklid im sichtbaren und nahen Infrarotspektrum in den Weltraum blicken auf der Suche nach Zeichen der dunklen Materie und ihres Gegenstücks, der dunklen Energie. Beides ist eine Herausforderung, da sie nicht direkt gemessen werden kann. Stattdessen messen Astronomen die Phänomene anhand ihres gravitativen Einflusses auf sichtbare Materie wie Sterne und Galaxien.

'Euclid wurde entwickelt, um das dunkle Universum zu untersuchen', sagte Bob Nichol, Kommunikationsleiter des Euclid-Konsortiums, gegenüber demokratija.eu in einer E-Mail.



Die 788 Millionen US-Dollar Euklid Weltraumteleskop ist eine 2.160 Kilogramm schwere Raumsonde, die ein 1,2-Meter-Teleskop mit einer 576-Millionen-Megapixel-Kamera verwenden wird, um Galaxien im sichtbaren Licht zu beobachten. Eine Nahinfrarotkamera an der Raumsonde wird die Verteilung von Galaxien verfolgen, um die kosmische Beschleunigung zu messen, die beschleunigte Expansion des Universums, von der Wissenschaftler glauben, dass sie von dunkler Energie angetrieben wird. 7 überraschende Dinge über das Universum ]

Dunkle Materie im Fadenkreuz

Durch die Verfolgung der Bewegung von Himmelsobjekten haben Wissenschaftler festgestellt, dass mehr Materie existiert, als direkt erklärt werden kann. Das unsichtbare Material, das als dunkle Materie bekannt ist, kann nur untersucht werden, da es die Raumzeit um andere sichtbare Objekte verzerrt.



Die hohe Empfindlichkeit des neuen Euclid-Weltraumteleskops wird Wissenschaftlern bei der Suche nach dem schwer fassbaren Material helfen.

'Euclid wird Bilder von Hubble-ähnlicher Klarheit über ein Drittel des Himmels liefern', sagte Nichol mit Bezug auf die ikonische Hubble-Weltraumteleskop das seit mehr als 20 Jahren erstaunliche Weltraumbilder geschossen hat. 'Eine solche Messung ist vom Boden aus unmöglich.'

Astronomen werden die neuen Messungen nutzen, um nach den kleinen Verzerrungen durch die Schwerkraft zu suchen. So wie eine Glaslinse Lichtwellen ablenkt, verändert die Schwerkraft auch die Art und Weise, wie sich das Licht bewegt. Mithilfe von Euklid, um die Krümmungen in der Raumzeit zu erkennen, werden Astronomen in der Lage sein, dunkle Materie mit größerer Präzision zu lokalisieren.



Dunkle Energie enthüllt?

Dunkle Energie ist mindestens genauso schwierig zu studieren, obwohl ihre Existenz die Expansion des Universums vorantreibt. Obwohl es den größten Teil des Kosmos ausmacht, ist nur sehr wenig darüber bekannt, was es ist und wie es funktioniert. Aber das Studium der Dunklen Materie kann zu Erkenntnissen über die zentrale Kraft führen.

'Indem wir messen, wie sich die Menge an Dunkler Materie mit der Zeit ändert, können wir die Dunkle Energie einschränken', sagte Nichol.

Das Teleskop wird auch den Himmel kartieren und die Emissionen von mehr als 70 Millionen Galaxien untersuchen, zehnmal mehr, als Wissenschaftler derzeit untersuchen können. Die Galaxien sitzen nicht still an einem Ort, sondern entfernen sich von der Milchstraße und voneinander.

Während sie sich bewegen, werden ihre Lichtwellen hinter ihnen ausgestreckt. Durch die Berechnung der Veränderung der Wellen – bekannt als ihre Rotverschiebung – können Astronomen bestimmen, wie schnell sich die Galaxien fortbewegen und wie weit sie von der Erde entfernt sind, sowie ihre dreidimensionale Position im Weltraum bestimmen.

Die Kombination der dreidimensionalen galaktischen Positionen mit den detaillierten Informationen zur Dunklen Materie wird es Wissenschaftlern ermöglichen, ihre Schätzungen der Dunklen Energie und der Entwicklung der Dunklen Materie zu verbessern.

Um einige der Fragen zur Beschaffenheit des Kosmos zu beantworten, arbeiten fast 1.000 Wissenschaftler zusammen, um Euklid zu planen und zu bauen.

'Der Umfang der Zusammenarbeit spiegelt das Interesse der Gemeinschaft an der Mission in ganz Europa und der ganzen Welt wider', sagte Nichol.

Wissenschaftler aus vierzehn Ländern arbeiten daran, die Instrumente zu bauen und die resultierenden Bilder zu studieren.

Während die Auszahlung dazu beitragen soll, Hinweise auf dunkle Materie und Energie zu liefern, wird sie laut Nichol auch eine 'Goldmine' für andere Forschungsbereiche sein.

'Ich erwarte, dass Euclid viele Aspekte der Astronomie revolutionieren wird.'

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