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Eine künstlerische Darstellung des Euklid-Weltraumteleskops
ESA
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) bereitet sich auf den Start ihres neuesten Weltraumteleskops Euclid vor, das am 1. Juli von Cape Canaveral in Florida aus starten soll. Euclid soll dabei helfen, zwei der größten Rätsel im Universum zu lösen: dunkle Energie und dunkle Materie.
Diese beiden „dunklen“ Komponenten machen mehr als 95 Prozent des Kosmos aus, aber wir können sie nicht sehen, daher ihre Namen, und wir wissen sehr wenig darüber, woraus sie bestehen könnten. Astronomen leiten die Existenz dunkler Materie aus dem Verhalten der Materie ab, die wir sehen können und die so wirkt, als ob es eine zusätzliche Schwerkraftquelle gäbe, die alles zusammenhält. Dunkle Energie hat den gegenteiligen Effekt und führt zu einer beschleunigten Expansion des gesamten Universums.
Euclid verfügt über zwei wissenschaftliche Instrumente: eine Kamera für sichtbares Licht, um die Form von Galaxien zu messen, und einen Nahinfrarotdetektor, um ihre Helligkeit und Entfernung zu messen. Obwohl es nicht das erste Weltraumteleskop ist, das eines dieser Instrumente verwendet, wird es insofern ungewöhnlich sein, als geplant ist, einen riesigen Teil des Weltraums zu beobachten und über eine Milliarde Galaxien auf mehr als einem Drittel des Himmels zu katalogisieren.
„Mit Hubble und dem James-Webb-Weltraumteleskop sind das großartige Observatorien, um sehr kleine Regionen mit sehr hoher Empfindlichkeit und außergewöhnlicher Detailgenauigkeit zu betrachten – aber es ist ein bisschen so, als würde man auf das Weltraumteleskop schauen Himmel durch einen winzigen Strohhalm“, sagt Mike Seiffert am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Kalifornien, einem Projekt von Wissenschaftlern für Euclid. „Bei Euklid interessieren uns weniger die Eigenschaften einzelner Galaxien und Objekte als vielmehr die Messung einiger Eigenschaften vieler, vieler Galaxien.“
Die Forscher werden diese Eigenschaften dann nutzen, um zwei Arten von Karten des Universums zu erstellen. Das erste wird ein Phänomen namens Gravitationslinseneffekt nutzen, bei dem relativ nahe gelegene Materie das Licht von Objekten dahinter verzerrt und vergrößert. Die Art und Weise, wie dadurch die scheinbaren Formen entfernter Objekte verbogen werden, kann uns Aufschluss über die Verteilung der Materie in der Nähe geben, die als Linse fungiert.
Die Verzerrungen sind normalerweise winzig, aber die riesige Menge an Euklid-Daten, die während seiner sechsjährigen Mission voraussichtlich gesammelt wird, sollte es Forschern ermöglichen, mithilfe der Gravitationslinse die Verteilung der Materie abzubilden – einschließlich der Dunklen Materie, die wir sonst nicht sehen können Weg – im Universum. Wenn wir die Verteilung der Dunklen Materie genauer kennen, können wir herausfinden, wie sie sich verhält, und möglicherweise Hinweise darauf geben, woraus sie wirklich besteht.
Die andere Art von Karte nutzt Wellen in der Materieverteilung des Universums, die als akustische Baryonenschwingungen bezeichnet werden. Diese Wellen bildeten sich erstmals kurz nach dem Urknall als Schallwellen, als der Kosmos eine heiße, brodelnde Suppe aus Teilchen und Strahlung war. Schließlich kühlte diese Suppe ab und die Wellen erstarrten an Ort und Stelle und blieben als etwas dichtere Regionen zurück, in denen sich mit der Ausdehnung des Universums tendenziell mehr Galaxien bildeten. Die Kartierung dieser Reliktüberdichten kann eine außerordentlich effektive Methode sein, um herauszufinden, wie und warum sich die Expansion beschleunigt.
„Zu sehen, wie sich diese Falten im frühen Universum weiter ausbreiteten und wie dunkle Energie sich darauf auswirkte, wird uns helfen, die Entwicklung des Universums und tatsächlich zu verstehen, wie das Universum funktioniert“, sagt Seiffert. Wenn beim Start alles reibungslos verläuft, dürfte Euklid bald damit beginnen, die Geheimnisse des Kosmos zu entschlüsseln.
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