ESA-Satellit Euclid soll Dunkle Energie im Universum kartieren
Am Wochenende ist der Satellit gestartet, um Vorkommen von Dunkler Materie zu lokalisieren und Dunkle Energie zu erforschen. Den beiden Phänomenen wird eine enorme Wirkung auf den Kosmos zugeschrieben, sie bleiben aber weitgehend unverstanden.
Foto: SpaceX
Die europäische Weltraumagentur ESA wird in den kommenden sechs Jahren die Dunkle Materie und die Dunkle Energie im Weltall erforschen. Ein entsprechender Satellit – Euclid – ist am Samstag von Cape Canaveral aus gestartet. Insgesamt kostet die Mission annähernd 1,4 Mrd. €.
Dunkle Materie: unverstandenes Phänomen
Bislang ist über Dunkle Materie und Dunkle Energie wenig bekannt – außer, dass beide nicht mit Strahlung wechselwirken, also nicht mit menschlichen Methoden abtastbar oder direkt beobachtbar sind. Allerdings – das ist das Kalkül hinter der Euclid-Mission – lassen sie sich indirekt sehr wohl beobachten, nämlich über den Umweg der Gravitation.
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Große Vorkommen Dunkler Materie verzerren durch ihre Gravitation das Licht der Sterne auf dem Weg zur Erde. Galaxien erscheinen also gekrümmt in irdischen und Weltraumteleskopen. Werden in vielen Galaxien, die in einer ähnlichen Richtung liegen, ähnliche Verzerrungen registriert, deutet das darauf hin, dass ihr Licht durch Dunkle Materie abgelenkt wurde. Diesen als „Gravitationslinse“ bekannten Effekt soll Euclid nutzen, um eine Karte der Dunklen Materie in einem Bereich des Himmels zu erstellen.
„Blamage“ für Kosmologie
Dunkle Materie ist in der Weltraumforschung eine Art Platzhalter: Es können gravitative Effekte erklärt werden, für die es noch keine andere Erklärung gibt. „Die Sonne dreht sich mit einer so hohen Geschwindigkeit um das Zentrum der Milchstraße, dass sie aus der Galaxie ausbrechen sollte. Und wenn sie nicht ausbricht, heißt das, dass sie von einer anderen Masse, die wir nicht sehen, angezogen wird“, erläutert der Astrophysiker David Elbaz.
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Mit der Dunklen Energie verhält es sich anders herum. Sie wird als eine Art „Anti-Schwerkraft“ beschrieben, die verhindert, dass Galaxien kollidieren.
Zusammen machen Dunkle Materie und Dunkle Energie einen Anteil von 95 % des Energiehaushalts im Universum aus. Anders formuliert: Die anderen bekannten Bestandteile – Galaxien, Sterne, Planeten – vereinen auf sich nur 5 %. „Die Kosmologie ist in einer Situation, die als Blamage bezeichnet werden könnte“, sagte der ESA-Programmmanager Giuseppe Racca vor dem Euclid-Start.
ESA will Dunkle Materie in 3D kartieren
Der Satellit Euclid wiegt 855 kg ohne Treibstoff, ist 4,50 m lang und hat einen Durchmesser von 3,10 m. Hauptnutzlast ist ein hochauflösendes Teleskop mit zwei Kameras: einer für den sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichts und einer für den (Nah-)Infrarotbereich.
Mit dem Teleskop will die ESA auch bis zu 10 Mrd. Jahre in der Zeit zurückschauen. Je älter eine Galaxie ist, desto weiter ist sie von uns entfernt und desto schneller entfernt sie sich von uns. Das Euclid-Teleskop kann diese Geschwindigkeit als Rotverschiebung messen. Auf diese Weise soll eine dreidimensionale Karte entstehen – mit der Zeit als dritter Dimension.
