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Vermessung der Milchstraße : Die Fundamentalmission der Astronomie

Farblich dargestellt sind hier die radialen Geschwindigkeiten von mehr als 30 Millionen Objekten der Milchstraße. Helle Bereiche bewegen sich von uns weg, dunkle auf uns zu. Sichtbar wird so die projizierte Rotation der Scheibe. Die hellen Flecken im unteren Bereich sind die Magellanschen Wolken. Bild: ESA

Die Gaia-Mission der ESA liefert Informationen über Milliarden von Sternen. Das hilft uns, unsere Milchstraße besser zu verstehen – aber das ist keinesfalls alles.

          9 Min.

          Das Versprechen der europäischen Gaia-Mission war kein kleines gewesen. Nichts Geringeres, als unser Verständnis der Milchstraße zu revolutionieren, war das Vorhaben, als das Weltraumobservatorium 2013 zum rund 1,5 Millionen Kilometer entfernten Lagrange-Punkt L2 des Systems Sonne-Erde-Mond geschickt wurde. Drei Jahre später, als die europäische Raumfahrtorganisation ESA im September 2016 die ersten Daten präsentierte, hatte der Projektwissenschaftler Timo Prusti die Besonderheit dieser Aufgabe noch einmal in Worte gefasst: Unsere Galaxie zu beobachten sei gleichermaßen einfach und schwierig. Einfach, denn wo immer man am Himmel hinschaue, seien ihre Sterne zu sehen. Schwierig, denn da wir uns mitten in ihr befänden, müsse man auch wirklich alle Objekte in jeder Richtung sorgfältig untersuchen, um ein vollständiges Bild zu gewinnen. Die Bestätigung aus eigener Anschauung fällt leicht: Wenn wir in dunklen Nächten das Band der Milchstraße am Himmel sehen, erscheint es alles andere als offensichtlich, dass dieses in Wirklichkeit eine von der Seite gesehene Scheibe mit Spiralarmen und allerlei Strukturen ist. Gaias Hauptaufgabe war und ist, die dreidimensionalen Positionen und Bewegungen mehrerer Milliarden Sterne unserer Galaxie zu ermitteln und uns damit gewissermaßen einen Blick von außen auf unsere Milchstraße zu eröffnen – eine Perspektive also, die uns in direkter Weise niemals möglich sein wird.

          Sibylle Anderl
          Redakteurin im Feuilleton, zuständig für das Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Die erste, noch unvollständige Datenveröffentlichung aus 14 Monaten Beobachtung hatte bereits gezeigt, dass Gaia das Versprechen würde einhalten können. Die ersten Ergebnisse zur Struktur und Geschichte unserer Milchstraße auf der Grundlage der Entfernungen und Eigenbewegungen von rund zwei Millionen Sternen waren bereits so außerordentlich und auch vielfältig, dass Astronomen um die Niederländerin Amina Helmi ihre erste galaktische Gaia-Studie als „Schachtel voller Schokolade“ betitelten: Für fast jeden astronomischen Geschmack war etwas dabei. Sie und ihre Kollegen hatten in den Daten Hinweise gefunden, dass die alten Sterne im Halo der Milchstraße, dem kugelförmigen Bereich um die galaktische Scheibe herum, unserer Galaxie einst im Zuge der Verschmelzung mit anderen Galaxien zugeführt worden waren.

          Die Farben markieren die radialen Bewegungen der Sterne, in dieser Karte sind es 26 Millionen. In blauen Bereichen bewegen diese sich durchschnittlich auf uns zu, in roten von uns weg. Die Linien markieren zusätzlich die Eigenbewegungen der Sterne an der Himmelssphäre.
          Die Farben markieren die radialen Bewegungen der Sterne, in dieser Karte sind es 26 Millionen. In blauen Bereichen bewegen diese sich durchschnittlich auf uns zu, in roten von uns weg. Die Linien markieren zusätzlich die Eigenbewegungen der Sterne an der Himmelssphäre. : Bild: ESA

          Das Geschmacksspektrum wurde im zweiten Datenrelease 2018 dann noch einmal deutlich ausgeweitet. Die Anzahl der hinsichtlich ihrer Position im Raum und ihrer Eigenbewegung an der Himmelssphäre bestimmten Quellen war von zwei Millionen auf mehr als eine Milliarde gesteigert worden, außerdem gab es für einen Teil der Quellen zusätzliche Informationen wie die Radialgeschwindigkeit parallel zur Sichtlinie oder deren Helligkeit und Farbe. Im Dezember 2020 folgte dann die „frühe“ dritte Datenveröffentlichung mit noch einmal gesteigerter Anzahl stellarer Quellen und präziseren astrometrischen Daten. Auf den vollständigen Datenschatz aus 34 Monaten Beobachtungen mussten Astronomen weltweit aber noch weiter warten – bis jetzt.

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