Euclid startet eine neue Suche nach Gravitationslinsen: Bürger können helfen, Galaxien zu entdecken, die die Raumzeit krümmen
Das Weltraumteleskop Euclid der ESA hat der Öffentlichkeit erneut die Türen zu einer der komplexesten und spannendsten Aufgaben der modernen Astronomie geöffnet: der Suche nach starken Gravitationslinsen, seltenen kosmischen Phänomenen, bei denen die enorme Masse einer Galaxie oder eines Galaxienhaufens die Raumzeit krümmt und den Weg des Lichts einer weiter entfernten Hintergrundgalaxie verändert. Genau dieses Phänomen, das oft als natürliche kosmische Lupe beschrieben wird, ist heute eines der wichtigen Werkzeuge zum Verständnis von dunkler Materie, dunkler Energie und der Ausdehnung des Universums. Das neue Projekt Space Warps – ESA Euclid lädt Bürger dazu ein, auf Grundlage frischer Aufnahmen der Mission bei der Identifizierung dieser seltenen Systeme zu helfen, und Wissenschaftler schätzen, dass der neue Datensatz mehr als 10.000 bislang unbekannte starke Linsen enthalten könnte.
Gravitationslinseneffekte sind keine Science-Fiction und auch nicht nur eine visuell beeindruckende astronomische Kuriosität. Es handelt sich um eine direkte Folge von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, nach der Masse die Raumzeit krümmt. Wenn sich eine massereiche Galaxie zwischen der Erde und einer noch weiter entfernten Lichtquelle befindet, kann ihre Gravitation die Lichtstrahlen so ablenken, dass Beobachter verzerrte Bögen, mehrere Bilder desselben Objekts oder einen fast vollständigen Lichtring sehen, der als Einstein-Ring bekannt ist. Anfang 2025 zog Euclid die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit zusätzlich gerade durch die Entdeckung eines eindrucksvollen Einstein-Rings um die Galaxie NGC 6505 auf sich und zeigte damit, welche Empfindlichkeit und Auflösung das Teleskop bei der Erkennung solcher Phänomene besitzt.
Von den ersten 500 Kandidaten zu einer deutlich größeren neuen Suche
Der Wert der neuen Aktion zeigt sich am besten im Licht der Ergebnisse, die Euclid bereits geliefert hat. Im März 2025 wurde zusammen mit dem ersten Paket von Survey-Daten auch ein Pionierkatalog mit ungefähr 500 Kandidaten für starke Gravitationslinsen auf Galaxienskala veröffentlicht, die in nur einem sehr kleinen Teil des damals verfügbaren Datensatzes gefunden wurden. Dieses Ergebnis entstand nicht nur durch eine klassische astronomische Durchsicht der Aufnahmen, sondern durch eine Kombination aus Computermodellen, der Arbeit von Bürgerwissenschaftlern und der fachlichen Überprüfung durch Forschende. Mit anderen Worten: Es hat sich gezeigt, dass das menschliche Auge, wenn es gut gelenkt und durch maschinelles Lernen unterstützt wird, weiterhin eine entscheidende Rolle bei der Suche nach Objekten spielt, die die Automatik allein nicht immer zuverlässig erkennt.
Jetzt liegt die Messlatte deutlich höher. Nach aktuellen Informationen des Projekts Space Warps – ESA Euclid werden in der neuen Phase bislang unveröffentlichte Euclid-Aufnahmen verwendet, die erst im Herbst 2026 Teil der ersten großen Datenveröffentlichung werden, bekannt als Data Release 1 oder DR1. Das Team gibt an, dass Algorithmen des maschinellen Lernens, die auf Grundlage früherer Ergebnisse und menschlicher Klassifizierungen zusätzlich verbessert wurden, rund 72 Millionen Galaxien aus dem DR1-Gebiet untersucht haben. Aus diesem gewaltigen Bestand wurden die wahrscheinlichsten Kandidaten ausgewählt, also Hunderttausende der interessantesten Bildausschnitte, die nun einer menschlichen Überprüfung unterzogen werden. Genau in dieser Phase kommen Freiwillige ins Spiel, die dabei helfen können, Bögen, Ringe und andere Anzeichen starker Gravitationslinsen zu erkennen.
Ein solcher Ansatz ist nicht nur eine praktische Lösung für die enorme Datenmenge, sondern auch ein Beispiel dafür, wie moderne Wissenschaft immer häufiger funktioniert: im Zusammenspiel von institutioneller Infrastruktur, künstlicher Intelligenz und der Arbeit der Öffentlichkeit. Euclid sendet während der Mission etwa 100 Gigabyte Daten pro Tag, und im Verlauf des sechsjährigen Programms soll es mehr als 1,5 Milliarden Galaxien bis zu Entfernungen von ungefähr 10 Milliarden Lichtjahren beobachten. In solchen Größenordnungen wird jede zusätzliche Filterebene notwendig. Künstliche Intelligenz kann eine gewaltige Menge an Datensätzen schnell durchkämmen, doch menschliche Beobachter bleiben weiterhin wichtig für das Erkennen ungewöhnlicher Muster, Grenzfälle und Phänomene, die nicht immer den erwarteten Mustern folgen.
Warum starke Gravitationslinsen so wichtig sind
Hinter den attraktiven Bildern farbiger galaktischer Bögen verbirgt sich ein ernsthafter wissenschaftlicher Wert. Starke Gravitationslinsen ermöglichen es Forschenden, die Gesamtmasse von Galaxien und Galaxienhaufen abzuschätzen, einschließlich der unsichtbaren dunklen Materie. Da die Massenverteilung bestimmt, wie das Licht abgelenkt wird, kann die Analyse der Form und Geometrie einer Linse aufdecken, wie viel Materie sich im beobachteten System befindet und wie sie verteilt ist. Das ist besonders wichtig, weil der größte Teil der Materie im Universum nicht direkt durch Licht beobachtet werden kann, ihre gravitative Wirkung jedoch genau mit solchen Methoden messbar ist.
Gravitationslinsen haben noch einen weiteren großen Vorteil: Sie dienen als natürliche Teleskope, die das Licht noch weiter entfernter Objekte verstärken. Dadurch können Astronomen tiefer ins Universum blicken und Galaxien untersuchen, die sonst zu lichtschwach oder zu klein für eine detaillierte Analyse wären. In diesem Sinne ist jede neue Linse nicht nur ein weiterer astronomischer Eintrag im Katalog, sondern auch ein potenzielles Fenster in die frühere Geschichte des Universums. Je größer und qualitativ hochwertiger die Stichprobe von Linsen ist, desto präziser und statistisch verlässlicher sind die Analysen zur Entwicklung der Galaxien, zur Verteilung der dunklen Materie und zum Einfluss der dunklen Energie auf die beschleunigte Ausdehnung des Universums.
Die Euclid-Mission wurde in erster Linie genau dafür konzipiert, diese großen Fragen zu beantworten. Die beiden zentralen Ansätze, auf denen sie beruht, sind die schwache Gravitationslinsenwirkung, die winzige statistische Verzerrungen einer großen Zahl von Galaxien beobachtet, und die baryonischen akustischen Oszillationen, die als kosmisches Maß in der Analyse der Ausdehnung des Universums dienen. Doch starke Gravitationslinsen liefern eine zusätzliche, sehr wertvolle Art von Information. Sie bieten direktere und oft visuell klarere Beispiele für die Wirkung der Gravitation und dienen zugleich als unabhängige Überprüfung der Modelle, mit denen die Massenverteilung und die Dynamik der kosmischen Expansion beschrieben werden.
Euclids Vorteil: weit, tief und außergewöhnlich scharf
Um Gravitationslinsen zu finden, reicht es nicht aus, nur ein empfindliches Teleskop zu haben. Erforderlich ist auch eine Kombination aus einer großen Himmelsabdeckung und sehr hoher Auflösung. Genau hier hat Euclid einen großen Vorteil. Das Teleskop der ESA ist so konzipiert, dass es in relativ kurzer Zeit gewaltige Himmelsbereiche mit einem sehr scharfen Bild im sichtbaren und nahinfraroten Bereich aufnimmt. Eine solche Kombination ermöglicht es, in einem einzigen Bild sowohl riesige Galaxienhaufen als auch sehr feine Strukturen wie dünne Bögen zu sehen, die das Vorhandensein von Gravitationslinsen verraten.
Euclid wurde im Juli 2023 gestartet und begann seine routinemäßigen wissenschaftlichen Beobachtungen am 14. Februar 2024. Die Mission ist auf sechs Jahre angelegt, in denen sie die bislang umfassendste dreidimensionale Karte des Universums erstellen soll. Die ESA gibt an, dass Euclid in diesem Zeitraum ungefähr ein Drittel des Himmels kartieren und die Formen, Entfernungen und Bewegungen einer gewaltigen Zahl von Galaxien verfolgen wird. Bereits die ersten veröffentlichten Ergebnisse haben gezeigt, dass es sich nicht nur um ein weiteres Weltraumteleskop handelt, sondern um ein Instrument, das die Lücke zwischen „weitem Blick“ und hoher Präzision schließt, was für die Suche nach seltenen Phänomenen entscheidend ist.
Das zeigte sich auch im Februar 2025, als die Entdeckung eines Einstein-Rings um die Galaxie NGC 6505 bekannt gegeben wurde. Laut ESA handelt es sich um eine Galaxie in etwa 590 Millionen Lichtjahren Entfernung, während sich die Quelle, deren Licht abgelenkt wird, viel weiter entfernt in etwa 4,42 Milliarden Lichtjahren befindet. Solche Beispiele zeigen gut, warum die Öffentlichkeit Gravitationslinsen fast filmisch wahrnimmt, aber auch, warum sie für Wissenschaftler so wertvoll sind: In einer einzigen Szene sind gleichzeitig die Geometrie des Raums, die Verteilung der Masse und Licht aus der tiefen kosmischen Vergangenheit zu sehen.
Wie die Arbeit eines Bürgerwissenschaftlers aussieht
Die Teilnahme am Projekt Space Warps ist so konzipiert, dass sie einfach und einem breiten Publikum zugänglich ist. Freiwillige betrachten kleine Ausschnitte aus Euclid-Aufnahmen und beantworten, ob sie Merkmale sehen, die auf starke Gravitationslinsen hindeuten könnten. Die Aufgabe ist schnell angelegt, denn die meisten Darstellungen werden keine Linse enthalten, gerade weil solche Systeme selten sind. Wenn jedoch in Hunderttausenden von Darstellungen genügend verdächtige Kandidaten auftauchen, können die gemeinsamen Einschätzungen einer großen Zahl von Teilnehmenden den Forschenden erheblich dabei helfen, die vielversprechendsten Ziele für eine detailliertere Analyse auszuwählen.
Dieses Arbeitsmodell hat sich in der Praxis bereits als erfolgreich erwiesen. In früheren Euclid-Kampagnen und verbundenen Projekten haben Bürger zusammen mit Algorithmen und Forschenden zur Entdeckung Hunderter neuer Kandidaten beigetragen. Zooniverse, die Plattform, auf der das Projekt stattfindet, gibt an, dass die neue Suchrunde am 21. April 2026 mit bisher nie gesehenen Euclid-Daten und dem Ziel, mehr als zehntausend Linsen zu finden, erneut aktiviert wurde. Schon die Tatsache, dass der Öffentlichkeit Zugang zu unveröffentlichten Ausschnitten aus einem zukünftigen großen Datensatz gewährt wird, zeigt, welche Bedeutung das Forschungsteam der Bürgerwissenschaft beimisst.
Wichtig ist dabei zu betonen, dass Bürger keine Fachleute ersetzen, sondern das tun, worin sie weiterhin außerordentlich nützlich sind: Muster erkennen, visuelle Anomalien bemerken und bei der „Bereinigung“ von Ergebnissen helfen, die zuvor von künstlicher Intelligenz erzeugt wurden. Eine Maschine kann schnell und unermüdlich sein, ist aber nicht immer zuverlässig genug, wenn sie einen echten Gravitationsbogen von einer zufälligen Ausrichtung, einem Spiralarm, einem Bildartefakt oder einem Reflex unterscheiden muss. Genau deshalb liefert der kombinierte Ansatz die besten Ergebnisse.
Was die neue Suche der Astronomie bringen könnte
Wenn sich die Erwartungen der Forschenden bestätigen und die neue Euclid-Kampagne tatsächlich zu mehr als 10.000 hochwertigen Kandidaten für starke Gravitationslinsen führt, wäre das ein großer Sprung im Vergleich zur bisherigen Geschichte dieses Gebiets. Die Projektleiterin Aprajita Verma aus Oxford hat betont, dass ein solches Ergebnis um ein Vielfaches größer wäre als die Zahl der Linsen, die in fast einem halben Jahrhundert seit den ersten Entdeckungen der Gravitationslinsenwirkung gefunden wurden. Für die Astronomie würde das nicht nur einen größeren Katalog bedeuten, sondern auch ein neues Maß an statistischer Aussagekraft in Analysen, die auf großen Stichproben beruhen.
Eine größere Zahl bestätigter Linsen würde detailliertere Vergleiche zwischen verschiedenen Galaxientypen, präzisere Modelle der Verteilung dunkler Materie und eine bessere Kalibrierung der Methoden ermöglichen, mit denen die Masse galaktischer Systeme geschätzt wird. Darüber hinaus erhöht eine größere Stichprobe die Chance, unter den Kandidaten auch äußerst seltene oder ungewöhnliche Beispiele zu entdecken, etwa sehr regelmäßige Einstein-Ringe, Systeme mit mehreren Hintergrundquellen oder Linsen, die beim Studium sehr entfernter und früher Galaxien helfen. In einem Bereich, in dem seltene Beispiele oft auch die wertvollsten sind, eröffnet die Ausweitung der Suche auf Hunderttausende von Kandidaten Raum für echte Überraschungen.
Es gibt auch einen breiteren Aspekt dieser Geschichte. In einer Zeit, in der wissenschaftliche Projekte sich immer stärker auf gewaltige Datenströme stützen, zeigen Euclid und Space Warps, dass die Öffentlichkeit eine konkrete Rolle in Spitzenforschung spielen kann. Das ist keine symbolische „Popularisierung der Wissenschaft“, sondern ein echter Beitrag zum Entdeckungsprozess. Wenn sich ein Bürger an den Computer setzt und einen möglichen Gravitationsbogen markiert, beteiligt er sich an der Filterung von Daten einer Mission, die versucht, einige der schwierigsten Fragen der modernen Physik zu beantworten: Woraus besteht das Universum, wie hat sich seine Struktur entwickelt und warum beschleunigt sich seine Ausdehnung.
Früher Einblick in das künftige DR1 und Blick auf den Herbst 2026
Der aktuellen Kampagne verleiht besonderes Gewicht die Tatsache, dass sie sich auf Daten bezieht, die noch nicht öffentlich veröffentlicht wurden. Nach Informationen auf den Projektseiten und in Euclids Dateninfrastruktur wird die erste große Euclid Data Release 1 am 21. Oktober 2026 erwartet. Bis dahin haben die Teilnehmenden von Space Warps eine seltene Gelegenheit, einen Blick auf einen Teil des zukünftigen Datensatzes zu werfen, bevor er wissenschaftlich und öffentlich breiter verteilt wird. Das macht das Projekt nicht nur für Weltraumbegeisterte attraktiv, sondern auch für alle, die interessiert, wie Wissenschaft in Echtzeit aussieht, bevor Ergebnisse Teil offizieller Kataloge und Facharbeiten werden.
Genau deshalb hat die Suche nach Gravitationslinsen in Euclid-Aufnahmen einen doppelten Wert. Einerseits handelt es sich um ernsthafte wissenschaftliche Arbeit, die das heutige Verständnis von dunkler Materie, dunkler Energie und Gravitation erheblich erweitern könnte. Andererseits ist es eine seltene Gelegenheit für die Öffentlichkeit, an der Entdeckung von Phänomenen teilzunehmen, die buchstäblich zeigen, wie das Universum seine eigene Bühne krümmt. In einem Moment, in dem das Teleskop der ESA unermüdlich weiterhin das tiefe Universum kartiert und die neue Runde von Space Warps Hunderttausende Kandidaten aus 72 Millionen untersuchten Galaxien durchgeht, wird die Suche nach diesen kosmischen „Lupen“ zu einer der offensten und ehrgeizigsten Bürgerwissenschaftsaktionen in der heutigen Astronomie.
Quellen:- ESA – Euclid opens data treasure trove, offers glimpse of deep fields – offizielle Mitteilung über das erste Paket von Survey-Daten, tiefe Felder, 26 Millionen Galaxien und den ersten Katalog mit ungefähr 500 Kandidaten für starke Gravitationslinsen.- ESA – Euclid discovers a stunning Einstein ring – offizielle Daten zum Einstein-Ring um die Galaxie NGC 6505 und Erklärung der wissenschaftlichen Bedeutung der Gravitationslinsenwirkung.- ESA – Euclid overview – Überblick über die Missionsziele, das Startdatum und den Beginn routinemäßiger Beobachtungen, die Missionsdauer und die Reichweite der Beobachtungen.- Zooniverse – Space Warps: ESA Euclid – aktuelle Projektbeschreibung, Angabe zur Wiederaufnahme am 21. April 2026, zur Schätzung von mehr als 10.000 neuen Linsen sowie zur Auswertung von 72 Millionen Galaxien im DR1-Gebiet.- Euclid Consortium – Space Warps: Euclid – Kontext der Bürgerwissenschaft, Art der Teilnahme, frühere Kampagne mit 100.000 Ausschnitten und Erklärung der Zusammenarbeit zwischen Menschen und Algorithmen.- ESA – Euclid calling: downloading the Universe – Angabe zur Datenmenge, die die Mission zur Erde sendet, etwa 100 GB pro Tag.- Euclid Cosmos – Euclid Data Release 1 – Termin der erwarteten ersten großen DR1-Datenveröffentlichung, geplant für den 21. Oktober 2026.
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Erstellungszeitpunkt: 2 Stunden zuvor