30 Millionen Galaxien: Arbeit an präzisester 3D-Karte des Kosmos hat begonnen

Mit der größten und genauesten 3D-Karte des Universums soll die Dunkle Energie erforscht werden. Ein einzigartiges Teleskop hat nun seine Arbeit aufgenommen.

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Das Kitt-Peak-Nationalobservatorium

(Bild: Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI))

Von
  • Martin Holland

In den USA hat die Arbeit an einer Vermessung des Universums in bisher unerreichter Qualität begonnen. Innerhalb von fünf Jahren soll das Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) am Kitt Peak National Observatory in Arizona nun das Licht von 30 Millionen Galaxien analysieren und darüber die bislang präziseste 3D-Karte des Kosmos erstellen. Damit wollen die Verantwortlichen unter anderem der mysteriösen Dunklen Energie auf die Spur kommen, die für die beschleunigte Ausdehnung des Universums verantwortlich gemacht wird. Die 3D-Karte soll sich dafür über das uns nahe Universum bis zu Galaxien in 11 Milliarden Lichtjahren erstrecken.

Nachdem Anfang des 20. Jahrhunderts unter anderem von Edwin Hubble nachgewiesen worden war, dass das Universum expandiert, war die Forschung lange davon ausgegangen, dass sich diese Expansion verlangsamt. Erst 1998 wurde dann durch die Analyse entfernter Supernovae entdeckt, dass sich die Ausdehnung ganz im Gegenteil sogar beschleunigt. Dafür bekamen die US-Wissenschaftler Saul Perlmutter, Brian Schmidt und Adam Riess 2011 den Nobelpreis für Physik. In der Physik geht man seitdem davon aus, dass die sogenannte Dunkle Energie für diese Beschleunigung verantwortlich ist. Deren Natur ist aber weiterhin rätselhaft. Das Experiment DESI soll nun sprichwörtlich Licht ins Dunkel bringen.

Wie die Verantwortlich nun erläutern, setzen sie bei ihrer Arbeit nicht auf die größten Teleskope, sondern auf bessere Instrumente und leistungsfähigere Software. Ihr Instrument ist am Kitt Peak National Observatory südwestlich von Tucson im US-Bundesstaat Arizona installiert. Es kann dank robotergesteuerter Glasfasern gleichzeitig die Spektren von 5000 Galaxien einfangen und so in einer guten Nacht bis zu 150.000 Objekte vermessen, erklären die Verantwortlichen. Aus den Spektren können Forscherinnen und Forscher dann nicht nur auf die chemische Zusammensetzung der strahlenden Objekte schließen, sondern auch auf deren relative Distanz und Eigenbewegung. Daraus können sie am Ende die umfangreichste Karte des expandierenden Universums zusammensetzen.

Beispiele für die Funktionsweise von DESI (4 Bilder)

Ein kleiner, aber besonders dichter Himmelsausschnitt…
(Bild: DESI collaboration and DESI Legacy Imaging Surveys)

Das DESI hat nun am 17. Mai seine zentrale Aufgabe begonnen, aber schon vorher hat es in Testläufen jede Menge Daten gesammelt. Die waren bereits Grundlage für andere Forschung, etwa bei der Suche nach sogenannten Gravitationslinsen. Zuletzt hatte das Dark Energy Spectroscopic Instrument seine Einsatzbereitschaft mit der sogenannten Ein-Prozent-Durchmusterung unter Beweis gestellt, bei der ein Prozent der geplanten Himmelsfläche unter den Einsatzbedingungen analysiert wurden. Allein dadurch sei das Instrument bereits zum weltweit zweitgrößte Sammler von Daten zur Rotverschiebung von Himmelskörpern geworden, also zum Maß ihrer Bewegung von uns weg, hatte Paul Martini vom DESI erklärt.

Erklärfilm zum DESI
Erklärfilm zum DESI
(Quelle: Berkeley Lab)

(mho)