2 Milliarden Sterne: Gaia-Himmelsatlas noch größer, nun mit Spektroskopie-Daten

Die ESA hat den jüngsten Datensatz zum mit Abstand präzisesten Atlas unserer Milchstraße veröffentlicht. Der Gaia Data Release 3 enthält neue und verbesserte Daten zu fast zwei Milliarden Sternen in der Milchstraße, gesammelt vom Weltraumteleskop Gaia. Dazu gehören nicht nur Angaben zur Position und zur Bewegungsrichtung beziehungsweise -geschwindigkeit, sondern auch zur chemischen Zusammensetzung, zur Temperatur, zur Farbe und Masse sowie zum Alter der Sterne. Letztere gehen auf die erstmals publizierten Spektroskopie-Daten zurück. Enthalten ist auch der bisher größte Katalog von Doppelsternen, und Daten zu Tausenden Objekten im Sonnensystem. Hinzu kommen Angaben zu Millionen Galaxien und Quasaren außerhalb unserer Heimatgalaxie.

Gaia-Daten liefern unerwartete Erkenntnisse

Schon vor der Freigabe für die Wissenschaft gibt es aber einen Vorgeschmack darauf, welche Erkenntnisse in dem immensen Datenschatz ihrer Entdeckung harren. So haben Forscherinnen und Forscher darin Sternenbeben entdeckt, die die Form ihrer Sterne verändern. Für diesen Nachweis sei das Weltraumteleskop überhaupt nicht gebaut worden, gesucht worden sei eigentlich nur nach radialen Schwingungen bei Sternen, die dabei anschwellen und schrumpfen, ihre Form aber beibehalten. Nach derzeitigen Theorien solle es die nachgewiesenen Beben mit der Formveränderung überhaupt nicht geben und die Asteroseismologie müsse nun erklären, was es damit auf sich habe. Gaia sei eine Goldgrube, meint Conny Aerts von der KU Leuven in Belgien.

Als am wichtigsten dürften sich aber die spektroskopischen Daten herausstellen, die Gaia gesammelt hat. Sie ergeben die umfangreichste chemische Karte unserer Milchstraße, die noch dazu mit den 3D-Bewegungen der Sterne gekoppelt ist. Dadurch wüssten wir jetzt, dass es in unserer Galaxie einige Sterne gibt, die nur aus Elementen bestehen, die direkt beim Urknall entstanden sind und dass die sich vor allem am Rand befinden. Die im Zentrum und der Ebene gelegenen Sterne gehörten zu späteren Generationen. Außerdem hat Gaia Sterne gefunden, bei denen ihre chemische Zusammensetzung eine Herkunft außerhalb der Milchstraße verrät. "Unsere Galaxie ist ein wunderschöner Schmelztiegel von Sternen", meint Alejandra Recio-Blanco vom Observatoire de la Côte d'Azur in Frankreich.

Das Weltraumteleskop Gaia war 2013 gestartet worden und lichtet mit einer Gigapixelkamera kontinuierlich den Sternenhimmel ab. Mittels der Parallaxenmessung kann es auf seinem Weg um die Sonne die Position unzähliger Sterne sowie Galaxien und im Laufe der Zeit auch deren relative Bewegung genau bestimmen. Mit der Zeit werden die Daten nicht nur präziser, es können auch immer mehr Objekte in den Katalog aufgenommen werden. Die 2016 veröffentlichte erste Sammlung enthielt Messdaten zu etwa einer Milliarde Sterne, 2018 waren es schon fast 1,7 Milliarden, 2020 noch einmal über 100 Millionen mehr. Inzwischen ist es das wichtigste Weltraumteleskop und hat bei der Zahl der Veröffentlichungen sogar Hubble überholt. Der aktuelle Datensatz ist mit über 10 Terabyte der größte jemals veröffentlichte der Astronomiegeschichte.

Gaia-Daten dienen Studien in der Astrophysik

Die Daten dienen als Grundlage für die verschiedensten Studien in nahezu allen Bereichen der Astrophysik. Noch bis 2025 soll Gaia Daten sammeln, pro Tag zu etwa 850 Millionen Objekten, was 20 Gigabyte an Daten ergibt. Der dadurch erstellte Himmelskatalog steht nicht nur Forschern und Wissenschaftlern offen, sondern auch jedem Interessierten, etwa Hobby-Astronomen. Weitgehend unbemerkt von der Öffentlichkeit sorgt er schon seit Längerem für eine Revolution in der Astrophysik. Mit der Datenfreigabe 3 und den spektroskopischen Informationen wird der Wert der Daten noch einmal steigen.

(mho)