Seit über acht Jahren sammelt das Weltraumteleskop Gaia emsig Daten über unsere Milchstraße. Ziel ist die bisher detaillierteste 3D-Karte unserer Galaxie und ihrer Milliarden Objekte. Darüber hinaus werden Millionen fremde Galaxien und Schwarze Löcher außerhalb der Milchstraße kartiert. Am Montag präsentierte die Esa das dritte und bisher größte Datenpaket der Mission. Es hält einige Überraschungen bereit.

Heute veröffentlicht die Gaia-Mission der ESA ihren neuen Datenschatz über unsere Heimatgalaxie. Astronomen beschreiben in dieser bisher detailliertesten Durchmusterung der Milchstraße seltsame „Sternenbeben“, stellare DNA, asymmetrische Bewegungen und andere faszinierende Erkenntnisse. Der Datenfund der Gaia ist riesig: Das Teleskop erfasst Details zu 1,8 Milliarden Sternen unserer Galaxie, etwa deren chemische Zusammensetzung, Temperatur, Farbe oder Masse.

Mittels präziser Messung soll Entstehungsgeschichte der Galaxie erzählt werden

Auch ihr Alter und die Geschwindigkeit, mit der sich die Sterne relativ zu uns bewegen, kann Gaia sehr präzise messen – und dabei so manches verblüffende Phänomen beobachten: So fanden sich in den Daten Hinweise auf eine Vielzahl von Sternenbeben, die in dieser Form nicht erwartet worden waren. „Unsere Galaxie ist ein wunderbarer Schmelztiegel von Sternen“, so Alejandra Recio-Blanco vom Observatoire de la Côte d’Azur in Frankreich, die auch an der Gaia-Kollaboration beteiligt ist.

„Diese Vielfalt ist extrem wichtig, denn sie erzählt uns die Geschichte der Entstehung unserer Galaxie. Sie offenbart die Prozesse der Migration innerhalb unserer Galaxie und der Akkretion aus externen Galaxien. Es zeigt auch deutlich, dass unsere Sonne und wir alle zu einem sich ständig verändernden System gehören, das durch die Zusammenführung von Sternen und Gas unterschiedlichen Ursprungs entstanden ist“, so der Forscher über die bahnbrechenden Erkenntnisse. So liefern neue Datensätze immer wieder neue sehr kleine, aber dennoch spannende Einblicke über den Ursprung unserer Galaxie.

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Bereits zuvor hatte Gaia radiale Schwingungen entdeckt, die Sterne regelmäßig anschwellen und wieder schrumpfen lassen, während sie ihre kugelförmige Gestalt mehr oder minder beibehalten. Aus dem neuen Datenmaterial wird nun aber ersichtlich, dass auch andere Schwingungen existieren, die eher wie große Tsunamis wirken und die Form eines Sterns verändern können.

Bei tausenden Sternen seien diese nichtradialen Sternenbeben mit Gaia entdeckt worden – auch bei solchen, bei denen diese der Theorie nach nicht auftreten sollten, teilte die ESA mit. Derartige Beben, die wir als Aufflackern der Sterne wahrnehmen, liefern wertvolle Daten zur inneren chemischen Zusammensetzung, wie deren Temperatur, Dichte, Material, aber auch deren innerer Bewegung, erklärt die Astroseismologin Conny Aerts von der Universität Leuven.

Gaia habe bereits 100.000 derartige flackernde massereiche Sterne entdeckt. Über die Zusammensetzung der Sterne wollen die Forschenden mehr über deren Entstehungsort, aber auch deren Reise in der Milchstraße erfahren und so mehr über die Geschichte unserer Galaxie lernen. So bestätigte Gaia einmal mehr, dass viele Objekte in unserer Galaxie ursprünglich nicht hier „geboren“ wurden, sondern aus fremden Galaxien stammen und schließlich von der Milchstraße einverleibt wurden.

Das Besondere an der „Sternenkarte“ ist, dass neben der chemischen Zusammensetzung auch die Bewegung der Sterne registriert wird, was ebenfalls Rückschlüsse auf die Evolution unserer Galaxie erlaubt. 33 Mio. sogenannte Radialgeschwindigkeiten wurden von Gaia mit diesem Datensatz gesammelt. Das ist fünfmal so viel, wie bisher verfügbar war. Auf diese Weise kann besser verstanden werden, wie die Rotation der Milchstraße sich auch auf unser rotierendes Sonnensystem auswirkt.

Zwei Exoplaneten bestätigt

Neben den 1,8 Mrd. Sternen wurden etwa 800.000 Doppelsternsysteme katalogisiert. Darüber hinaus wurden über 156.000 Asteroiden erfasst und kategorisiert, die ebenfalls wichtige Hinweise auf den Ursprung des Sonnensystems bieten. Allein 400 davon kreuzen die Erdbahn, deren Bahn wird deshalb besonders genau beobachtet. Auf der Suche nach Exoplaneten wurden die Forschenden ebenfalls fündig. Bereits zwei wurden bestätigt, 200 potenzielle Kandidaten müssen nun geprüft werden.

Für die nächste Datenpublikation, das bereits vierte Gaia-Datenset, dessen Zeitpunkt noch nicht feststeht, rechnen die Forschenden sogar mit zehntausenden möglichen neuen Exoplaneten, die in unserer Galaxie entdeckt werden. Anlässlich der Datenpublikation sprach ESA-Direktor Josef Aschbacher von einer „Schleusenöffnung für die Wissenschaft und das Verständnis über die Milchstraße“. Allein für den Montag waren 50 neue wissenschaftliche Publikationen angekündigt. Im Jahr werden mittlerweile über 1.600 Arbeiten veröffentlicht, die auf dem Datenschatz des Weltraumteleskops basieren. Der zur Verfügung gestellte Datensatz beläuft sich auf 10 Terabyte und ist in 90 Kategorien sortiert.

Je mehr Daten die Forscher:innen erhalten, desto schwieriger wird die Verarbeitung. Gleichzeitig entsprechen die 1,8 Mrd. Sterne gerade einmal einem Prozent der in der Milchstraße vorhandenen Sterne. Man versuche folglich einen technischen Balanceakt, um mit einer möglichst repräsentativen Auswahl ein gutes Abbild der Milchstraße erreichen zu können. Die enormen Datenmengen – als Problem habe sich weniger die Verarbeitung als die Übertragung zu den Forschenden erwiesen – würden aber neue technische Innovationen begünstigen. Neben mehr Rechen- und Speicherleistung werde künstliche Intelligenz zum Finden forschungsrelevanter Ergebnisse künftig eine immer größere Rolle spielen, so die ESA abschließend.

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