Vermessung von einer Milliarde Sterne: Astronomen der TU Dresden unterstützen ESA-Mission Gaia

Bild: Alexander Dreher / pixelio.de

Eine Milliarde Sterne will die Europäische Weltraumorganisation (ESA) mit Unterstützung von Astronomen der TU Dresden in den nächsten fünf Jahren vermessen. Am 19. Dezember 2013 war die Raumsonde Gaia vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana gestartet, nun hat das Teleskop seine Arbeitsbahn rund eineinhalb Millionen Kilometer von der Erde entfernt erreicht und seine Arbeit aufgenommen.

„Die Gaia Mission ist in vielerlei Hinsicht spektakulär“, sagt Prof. Michael Soffel vom Institut für Planetare Geodäsie der TU Dresden. „Für rund eine Milliarde Sterne sollen Position, Entfernung, Geschwindigkeit, Helligkeit, Farbe und Temperatur vermessen werden. Für jedes Objekt werden rund 800 Einzelmessungen durchgeführt, und zwar mit einer bisher nicht erreichten Genauigkeit.“ Für die helleren Sterne betrage die Winkelmessgenauigkeit einige Mikrobogensekunden, das entspreche dem Durchmesser einer Euro-Münze auf dem Mond von der Erde aus gesehen. Gaia besitzt die größte Digitalkamera, die jemals ins All geschickt wurde. Die 1000-Megapixel-Kamera ist 104 cm lang und 42 cm hoch und mit 106 CCD-Sensoren ausgestattet. Bis zum Ende der fünfjährigen Mission erwarten die Wissenschaftler eine Datenmenge von mehr als einem Petabyte (eine Million Gigabyte), was einer Datenmenge eines 50 Jahre dauernden Videos in HD-Qualität entspricht. Ziel der Gaia-Mission ist ein Katalog mit präzisen dreidimensionalen Positionen und Geschwindigkeiten von einer Milliarde Sternen. Dieser kann dann als astronomisches Referenzsystem, z. B. für die Bewegung der Erde im Raum, dienen.

Prof. Sergei Klioner von der Professur Astronomie und Lohrmann-Observatorium der TU Dresden ist einer der führenden Wissenschaftler der Gaia-Mission. Seit 2007 ist er Mitglied des siebenköpfigen zentralen wissenschaftlichen Gaia-Leitungsteams. Sergei Klioner ist einer der weltweit führenden Theoretiker auf dem Gebiet der Allgemeinen Relativitätstheorie. Für die Gaia-Mission hat er ein neues relativistisches Auswertemodell, welches auf Einsteins Theorie aufbaut, für Messgenauigkeiten im Mikrobogensekundenbereich neu entwickelt und für die Auswertung der Gaia-Daten praktisch umgesetzt. Seit 2006 ist er Leiter der Gaia-Gruppe 'Relativistic Models and Tests'. Die Forscher der TU Dresden sind bei der Gaia-Mission unter anderem für die Synchronisation der Atomuhren des Gaia-Satelliten mit der Atomzeitskala auf der Erde verantwortlich. Darüber hinaus übernehmen sie die theoretische Ausarbeitung und praktische Umsetzung der relativistischen Tests mit Gaia-Daten sowie Aspekte der

Qualitätssicherung des astrometrischen Gaia-Katalogs.

Nach Ansicht der Wissenschaftler wird Gaia viele Bereiche der Astrophysik revolutionieren: Die Gültigkeit der Einsteinschen Gravitationstheorie wird ebenso einer Prüfung unterzogen wie gängige Ansätze zu Ursprung und Evolution unserer Galaxie. Zudem können mit den gewonnenen Daten die Eigenschaften von sterbenden Sternen, Supernovae oder dunkler Materie, welche die Galaxien zusammenhält, detailliert untersucht werden. Die Forscher rechnen mit der Beobachtung von bis zu einer Million Asteroiden in unserem Sonnensystem und tausenden neuen extra-solaren Planetensystemen.

Unter Mitarbeit von Wissenschaftlern der TU Dresden ist eine Reihe von Postern entstanden, welche alle Aspekte der Gaia-Mission anschaulich erläutern. Sie können unter http://astro.geo.tu-dresden.de/GaiaPosters abgerufen werden.

Quelle: Technische Universität Dresden (idw)