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GAIA
Astrometrie-Satellit hilft bei Asteroidensuche
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Heidelberg
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1. Juni 2015

Der Astrometrie-Satellit Gaia der europäischen Weltraumagentur ESA soll die Positionen unzähliger Sterne der Milchstraße vermessen. Der Satellit selbst und ein für die Mission aufgelegtes Beobachtungsprogramm liefern aber auch Informationen über die Asteroiden des Sonnensystems. Seit Beginn der Mission wurden so schon mehr als 2.000 Asteroiden beobachtet - 40 Prozent sind Neuentdeckungen.

Gaia

Gaia soll die Positionen von rund einer Milliarde Sternen vermessen. Das Programm liefert aber auch wichtige Informationen für die Kleinplanetenforschung. Bild: ESA/ATG medialab; Hintergrund ESO/S. Brunier  [Großansicht]

Von der groß angelegten Gaia-Mission der europäischen Weltraumagentur (ESA) profitiert auch die astronomische Kleinplanetenforschung, obwohl der Astrometrie-Satellit vor allem die Aufgabe hat, rund eine Milliarde Sterne der Milchstraße exakt zu vermessen. Doch quasi nebenbei wird auch eine Vielzahl von Kleinplaneten in unserem Sonnensystem aufgespürt.

Um die extrem hohe Messgenauigkeit des Gaia-Satelliten sicherzustellen, müssen für die Bestimmung seiner Position täglich Aufnahmen von dem Teil des Himmels gemacht werden, in dem sich der nur schwach leuchtende Satellit gerade befindet. "Darauf werden pro Nacht mehrere Dutzend Kleinplaneten gefunden. Die Daten leisten einen wertvollen Beitrag zum Verständnis der Entstehung unseres Sonnensystems", erklärt Dr. Martin Altmann vom Astronomischen Rechen-Institut (ARI), das zum Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg gehört. Altmann leitet das Beobachtungsprogramm zur Positionsbestimmung des Gaia-Satelliten im Rahmen des Data Processing and Analysis Consortium (DPAC), das für die Auswertung der Daten von Gaia zuständig ist.

Der Astrometrie-Satellit Gaia, der mit seinen Messungen seit August 2014 im vollen Einsatz ist, soll mit höchster Genauigkeit die Positionen, Bewegungen und Entfernungen von Sternen der Milchstraße erfassen und damit die Grundlage für eine dreidimensionale Karte unserer Heimatgalaxie liefern. Schon in der Vorbereitungsphase der Gaia-Mission wurde deutlich, dass die ambitionierten Ziele hinsichtlich der Messgenauigkeit nur dann zu erreichen sein würden, wenn auch bei der Positions- und Geschwindigkeitsbestimmung des Satelliten selbst neue Wege beschritten werden, erläutert Altmann.

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Daher wurde eine Beobachtungskampagne gestartet, um Position und Geschwindigkeit von Gaia möglichst täglich von der Erde aus zu bestimmen. Schon im Jahr 2009 begannen Altmann und sein Kollege Dr. Sebastien Bouquillon vom Observatoire de Paris gemeinsam mit einem internationalen Team die Planung dieses Programms. Für die Umsetzung gewannen sie Sternwarten, unter anderem in Chile und Spanien, als Partner. Die Koordination der täglichen Himmelsaufnahmen liegt beim Astronomischen Rechen-Institut.

Seit dem Start von Gaia im Dezember 2013 werden die auf diese Weise ermittelten Positionen des Satelliten regelmäßig zum Kontrollzentrum der Mission, dem European Space Operations Centre in Darmstadt, geschickt. Der 1,5 Millionen Kilometer entfernte Astrometrie-Satellit befindet sich von der Erde aus gesehen immer in der der Sonne abgewandten Himmelsregion. "Aus diesem Grund sind die Aufnahmen zur Positionsbestimmung von Gaia auch besonders gut für die Beobachtungen von Kleinplaneten geeignet. In dieser sogenannten Oppositionsstellung kommen diese Himmelskörper der Erde besonders nahe und erscheinen daher heller als zu anderen Zeiten", so der Heidelberger Wissenschaftler.

Seit Beginn dieses Jahres wurden vor allem auf den Aufnahmen des VST-Teleskops der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile mehr als 2.000 Kleinplaneten gefunden - 40 Prozent von ihnen sind Neuentdeckungen. Aber auch für die bereits bekannten kleinen Himmelskörper sind die aktuellen Messungen von besonderem Interesse, gerade weil Gaia und damit auch die Kleinplaneten, die sich im gleichen Himmelsfeld befinden, zum Beobachtungszeitpunkt immer der Sonne gegenüber stehen.

Analog zum Vollmond ist nur dort die gesamte der Erde zugewandte Seite dieser Kleinplaneten vollständig beleuchtet. Für die Wissenschaftler ist es daher möglich, deren Reflexionsvermögen besonders gut zu messen und so Rückschlüsse auf ihre chemische Zusammensetzung zu ziehen. Derartige Messungen gelangen bislang nur für etwa 30 dieser kleinen Himmelskörper mit ausreichender Genauigkeit.

Der Astrometrie-Satellit Gaia selbst wird bei seinen Himmelsbeobachtungen ebenfalls viele Kleinplaneten entdecken und äußerst genau messen, allerdings in ganz anderen Himmelsregionen. "Insofern ergänzen sich die Beobachtungen der Gaia-Mission und die vom Erdboden aus gewonnenen Erkenntnisse auf hervorragende Weise", so Altmann. Auf diese Weise hoffen die Forscher durch die Gaia-Satellitenmission nicht nur neue Erkenntnisse über die Entstehung unserer Heimatgalaxie zu gewinnen, sondern auch mehr über den Ursprung unseres Sonnensystems zu erfahren.

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Links im WWW
Universität Heidelberg
Gaia, Seite der ESA
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