Robert Klatt
Daten des Weltraumteleskops Gaia bilden eine präzise Karte der Milchstraße und ermöglichen der Astronomie auch über das Sonnensystem der Erde neue Erkenntnisse.
Paris (Frankreich). Das europäische Weltraumteleskop Gaia kartiert die Milchstraße bereits seit 2013 vom Lagrangepunkt L2. Dieser liegt von der Sonne betrachtet etwa 1,5 Millionen Kilometer hinter der Erde. Pro Tag erfasst das Weltraumteleskop mit seinen Sensoren und Objektiven dabei etwa 850 Millionen Objekte und Daten über ihre Bewegungen, ihre Entfernung und ihr Spektrum. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) hat diese Daten bereits 2016 und 2018 zu einem Sternenkatalog zusammengeführt und der Astronomie dadurch wertvolle Erkenntnisse erbracht.
Mithilfe des Weltraumteleskops Gaia wurde unter anderem ein Stammbaum der Milchstraße erstellt und es entdeckt, dass Klumpen dunkler Materie Lücken in der Milchstraße erzeugen. Laut Floor van Leeuwen von der University of Cambridge „bilden diese Daten eine der Säulen der Astrophysik, denn sie erlauben es uns, unsere stellare Nachbarschaft zu untersuchen und entscheidende Fragen über den Ursprung und die Zukunft unserer Galaxie zu klären.“
Nun hat die ESA gemeinsam mit dem Deutschem Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) einen neuen Sternenkatalog auf Basis von Daten des Weltraumteleskop Gaia veröffentlicht. Die bisher umfangreichste Karte der Milchstraße umfasst etwa 1,8 Milliarden Himmelskörper sowie das Spektrum und die Bewegung von rund 1,5 Milliarden Sternen. Dies ermöglicht der Forschung noch detaillierte Rückschlüsse über die verschiedenen Sternenströme und -populationen der Galaxie zu erhalten.
Der neue Katalog der Milchstraße zeigt unter anderem, dass das Sonnensystem der Erde um 0,23 Nanometer pro Sekunde im Quadrat schneller wird. Pro Jahr legt das Sonnensystem deshalb auf seinem Orbit 115 Kilometer mehr zurück als im vorherigen Jahr. Dies zeigen die Bewegungen der Sterne, aus denen die Astronomen schließen können, auf welcher Bahn und mit welcher Geschwindigkeit sich unser Sonnensystem um das Zentrum der Milchstraße bewegt.
Sergei Klioner von der TU Dresden: „Diese von Gaia gemessene Beschleunigung zeigt eine gute Übereinstimmung mit der theoretischen Erwartung und liefert wichtige Informationen über die Bewegung des Sonnensystems im Gravitationsfeld unserer Galaxie. Die Messung der Beschleunigung des Sonnensystems mit einer relativen Genauigkeit von sieben Prozent ist ein wissenschaftlich sehr wichtiges Ergebnis, aber gleichzeitig auch ein überzeugender Beweis der Güte der neuen Daten.“
Die neuen Daten zeigen außerdem, dass sich unterhalb der galaktischen Sternenscheibe ein schneller Sternenstrom und oberhalb der galaktischen Sternenscheibe ein langsamer Sternenstrom in Richtung der Hauptebene bewegen. Dies deutet laut den Wissenschaftlern auf einen Beinahe-Zusammenstoß der Milchstraße mit der Zwerggalaxie Sagittarius hin. Relikte deuten darauf hin, dass diese Zwerggalaxie bereits mehrfach in Randbereiche der Milchstraße eingedrungen ist und womöglich sogar die Bildung unseres Sonnensystems verursacht hat.
Im Vergleich zu den zuvor veröffentlichten Sternekatalogen ermöglicht der dritte Datensatz des Weltraumtelekops einen signifikant detaillierten Blick auf die nähere Umgebung unseres Sonnensystems. Zuvor waren nur Objekte mit weniger als 100 Lichtjahren Entfernung präzise erfasst, nun enthält der Katalog präzise Positionen von 333.000 Sternen mit bis zu 326 Lichtjahren Entfernung um unsere Sonne. Schätzungen gehen davon aus, dass dies 92 Prozent aller Himmelskörper in dieser Region des Weltraums sind.
Auch die Außenbereiche der Milchstraße wurden deutlich genauer untersucht. Der neue Katalog umfasst Informationen zu Sternen in den Magellanschen Wolken, zwei Zwerggalaxien mit 160.000 und 200.000 Lichtjahren Entfernung. Die neuen Daten belegen, dass die Galaxien trotz ihres irregulären Aufbaus in Spiralstruktur besitzen.
Eigentlich sollte die Gaia-Mission bereits 2019 enden. Die Instrumente des Satelliten sind aber überraschenderweise noch funktionsfähig. Die ESA geht deshalb davon aus, dass noch bis 2025 neue Daten erhoben werden können. Spätestens dann wird die Mission aber enden, weil die Gasvorräte, mit denen der Satellit ausgerichtet wird, aufgebracht sind. Das nächste Update des Katalogs soll im Jahr 2022 erscheinen.
