Der europäische Satellit Gaia hat den bislang umfangreichsten Datensatz gesammelt
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) hat Gaia Data Release 3 (Gaia DR3) veröffentlicht: die bisher umfassendste „Weltraumzählung“ mit Daten zu den Eigenschaften von Milliarden astronomischer Objekte – eine Fundgrube für die Forschung der kommenden Jahre. Klassifikationsdaten, die es Astronomen ermöglichen, leicht nach Objekten wie Sternen, Galaxien oder Quasaren zu suchen, sowie Informationen über Sterneigenschaften wie Temperatur und chemische Zusammensetzung, wurden von der Gaia-Gruppe am Max-Planck-Institut für Astronomie bereitgestellt.
Karte der Lichtabschwächung in der Milchstraße durch interstellaren Staub, rekonstruiert aus den jetzt veröffentlichten Daten von Gaia DR3. Insbesondere ist dies die sogenannte Milky Way Extinction Map, erstellt mit dem GSP-Phot-Paket unter Verwendung von BP / RP-Spektren, Photometrie und Parallaxe von Gaia-DR3. Orange Kästchen markieren bestimmte Bereiche der Sternentstehung in unserer Heimatgalaxie, die erhebliche Mengen an Staub enthalten.
© ESA/DPAC/MPIA
Karte der Lichtabschwächung in der Milchstraße durch interstellaren Staub, rekonstruiert aus den jetzt veröffentlichten Daten von Gaia DR3. Insbesondere ist dies die sogenannte Milky Way Extinction Map, erstellt mit dem GSP-Phot-Paket unter Verwendung von BP / RP-Spektren, Photometrie und Parallaxe von Gaia-DR3. Orange Kästchen markieren bestimmte Bereiche der Sternentstehung in unserer Heimatgalaxie, die erhebliche Mengen an Staub enthalten.
© ESA/DPAC/MPIA
Bei erstaunlichen Bildern wie dem Hubble-Weltraumteleskop ist es kein Wunder, dass die meisten Menschen astronomische Forschung mit immer detaillierteren Bildern von immer weiter entfernten astronomischen Objekten assoziieren. Eines der produktivsten astronomischen Observatorien aller Zeiten produziert jedoch keine Bilder und hat dennoch die Grundlage für mehr als 6.000 wissenschaftliche Artikel geliefert, die in anderen wissenschaftlichen Arbeiten bereits mehr als 150.000 Mal zitiert wurden.
Es geht um den Gaia-Satelliten der ESA und die Daten, die Gaia produziert, sind Zahlen – Zahlenwerte für die Positionen der Sterne, Entfernungen, die Helligkeit der Quellen in verschiedenen Filterbändern, die Variation dieser Helligkeiten über die Zeit. Und das alles für Milliarden Sterne und Millionen anderer astronomischer Objekte. Nun, am 13. Juni 2022, wird der dritte vollständige Datensatz der Gaia-Mission veröffentlicht. Der Datensatz wird größer sein als in früheren Versionen; insbesondere werden neben Orts- und Helligkeitsdaten erstmals optische Spektren von 220 Millionen astronomischen Objekten veröffentlicht.
Einige der veröffentlichten Daten wurden mit Hilfe der Gaia-Gruppe am Max-Planck-Institut für Astronomie unter der Leitung von Corinne Baylor-Jones gewonnen: Zum einen wurden astrophysikalische Parameter wie Temperatur und chemische Zusammensetzung mit ausgeklügelten Methoden aus Beobachtungsdaten gewonnen .-Analyse hingegen Informationen zur Klassifizierung gefundener Objekte, was es Astronomen erheblich erleichtert, Gaia-Daten für ihre Forschung zu nutzen.
Gaias Hauptaufgabe war und ist es, mit der sogenannten Parallaxenmethode die genauen Entfernungen für Milliarden von Sternen zu bestimmen. Diese Methode macht sich zunutze, dass sich, während die Erde die Sonne ein Jahr lang umkreist, die Positionen der erdnäheren als der erdferneren Sterne von der Erde aus gesehen in einer genau modellierten Weise ändern. (Sie können den geometrischen Effekt reproduzieren, indem Sie Ihre Hand strecken, Ihren Daumen nach oben ziehen und dann abwechselnd ein Auge nach dem anderen schließen – Sie werden sehen, wie Ihr Daumen gegen den entfernteren Hintergrund zu prallen scheint). Zuvor veröffentlichte Messungen der Entfernung von Gaia haben in fast allen Bereichen der astronomischen Forschung Anwendung gefunden, von der räumlichen Verteilung der Sterne, die der Sonne am nächsten sind, bis zur Bestimmung der Expansionsrate des Universums als Ganzes.
Dies ist kein Bild der Milchstraße. Stattdessen ist jeder hier gezeigte Lichtpunkt ein Himmelsobjekt, das im Rahmen von Gaias Mission dokumentiert und analysiert wurde. Indem jede Quelle an der richtigen Position am Himmel platziert und ihr die von Gaia durch Rot- und Blaufilter gemessene Farbe gegeben wird, fügt der 1,7-Milliarden-Quellenkatalog ein wahrheitsgetreues Bild der Milchstraße und unserer beiden nächsten galaktischen Nachbarn, der Magellanschen Wolken, hinzu viele weitere, weiter entfernte Weltraumobjekte zusammen, wenn sie von der Erde auftauchen.
© ESA/Gaia/DPAC unter Lizenz CC BY-SA 3.0 IGO
Dies ist kein Bild der Milchstraße. Stattdessen ist jeder hier gezeigte Lichtpunkt ein Himmelsobjekt, das im Rahmen von Gaias Mission dokumentiert und analysiert wurde. Indem jede Quelle an der richtigen Position am Himmel platziert und ihr die von Gaia durch Rot- und Blaufilter gemessene Farbe gegeben wird, fügt der 1,7-Milliarden-Quellenkatalog ein wahrheitsgetreues Bild der Milchstraße und unserer beiden nächsten galaktischen Nachbarn, der Magellanschen Wolken, hinzu viele weitere, weiter entfernte Weltraumobjekte zusammen, wenn sie von der Erde auftauchen.
© ESA/Gaia/DPAC unter Lizenz CC BY-SA 3.0 IGO
Aber wie der bereits veröffentlichte Datensatz mit dem Namen DR3 deutlich zeigt, geht die wissenschaftliche Nutzung von Gaia-Daten über Entfernungsmessungen und deren Anwendung hinaus. Tatsächlich ist Gaia angesichts der von der Mission gelieferten Daten und der großen Anzahl beobachteter Objekte die vollständigste Weltraumzählung, die jemals durchgeführt wurde. Und so wie ein Datensatz, der Informationen über Alter, Lebensbedingungen, Einkommen, Familiengröße und andere Informationen über die Bevölkerung eines Landes enthält, die Untersuchung sozialer Strukturen ermöglicht, ermöglichen Gaia-Daten Astronomen, verschiedene Klassen von astronomischen Objekten zu identifizieren – von bestimmten Arten von Sterne zu Galaxien – zu verstehen.
Um die Daten zugänglicher zu machen und Forschern die direkte Nutzung für Forschungszwecke zu erleichtern, veröffentlicht Gaia mehr als nur grundlegende Beobachtungsdaten. Für viele seiner Quellen liefert Gaia Informationen zu astrophysikalischen Parametern wie Temperaturen oder Informationen zur chemischen Zusammensetzung (Metallizität) von Objekten. Der Datensatz enthält auch Informationen über Objektklassen und zeigt zum Beispiel, ob es sich bei einer Quelle um einen Stern, eine Galaxie oder einen Quasar handelt.
Für einen wichtigen Teil dieser Zusatzinformationen ist die Gruppe von Corinne Baylor-Jones am Max-Planck-Institut für Astronomie verantwortlich: Sie war maßgeblich an der Entwicklung der Gaia Classification Engine beteiligt, die mithilfe statistischer Methoden die von Gaia entdeckten Quellen wahrscheinlicher zuordnen lässt Objektklassen. Die Gruppe hat auch Algorithmen entwickelt, die sowohl Einzel- als auch Doppelsternen im Gaia-Katalog Werte zu Temperatur- und chemischen Zusammensetzungsparametern zuweisen.
Die Analyse von Baylor-Jones und seinen Kollegen erlaubt es auch, die Staubmenge zwischen fernen Sternen und der Erde zu rekonstruieren. So wie Staub das Sonnenlicht bei Sonnenuntergang oder Sonnenaufgang rötlich färbt, färbt kosmischer Staub das Sternenlicht auf charakteristische Weise rot. Daraus lässt sich eine dreidimensionale Karte der Verteilung von Weltraumstaub in der Milchstraße rekonstruieren, die wiederum Forschern hilft, Himmelsobjekte innerhalb oder außerhalb der Milchstraße zu beobachten, um den Einfluss von Staub bei der Auswertung ihrer Messungen zu berücksichtigen .
Baylor-Jones sagt: „Mit einem bereits veröffentlichten Datensatz für Gaia liefern wir zusammen mit Kollegen aus anderen Instituten in ganz Europa detaillierte Informationen über die Eigenschaften von Hunderten Millionen Sternen. Sie basieren in erster Linie auf den Spektren von Sternen, die Gaia misst, und ergänzen die von Gaia bereitgestellten Entfernungs- und Geschwindigkeitsinformationen.
Als bisher vollständigste Weltraumzählung wird erwartet, dass der Gaia DR3-Katalog einen signifikanten Einfluss auf fast alle Bereiche der astronomischen Forschung haben wird. Und das alles ohne ein einziges veröffentlichtes Bild, sondern nur durch die Aussagekraft von Katalogdaten – umfangreich, gut aufbereitet, gleichbleibend hochwertig und leicht zugänglich.
allgemeine Informationen
Die Gaia-Arbeitsgruppe am Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) wird gefördert durch das MPIA und das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, letzteres durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).
Der Gaia DR3-Katalog wird offiziell am 13. Juni 2022 eingeführt. Es wird eine Reihe lokaler Veranstaltungen in ganz Europa geben, die hier zu finden sind:
https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/dr3-events
Wenn Sie als Journalist an der Heidelberger Veranstaltung im Haus der Astronomie teilnehmen möchten, wenden Sie sich bitte an Stefan Jordan unter jordan@ari.uni-heidelberg.de
Die Europäische Weltraumorganisation verfügt über ein umfangreiches …
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