Die Mission Euclid liefert ihre erste Datenernte. Wertvolle Informationen, um unter anderem das Geheimnis der dunklen Materie zu lüften.
Die Mission Euclid der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) hat ihre ersten Öffentlichen Daten veröffentlicht, die einen beispiellosen Einblick in die Struktur und die Entwicklung des Universums bieten. Unter den Millionen von Galaxien, die beobachtet wurden, lieferte Euclid einen detaillierten Einblick in die Strukturen des kosmischen Netzes, Gravitationslinsen und die Entwicklung von Galaxien. Die Universität Genf spielt neben anderen Schweizer Forschungseinrichtungen eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung und der wissenschaftlichen Nutzung der Mission. Der Beitrag ihrer Forscherinnen und Forscher war entscheidend für die Entwicklung der wichtigsten wissenschaftlichen Ziele, die darauf abzielen, unser Verständnis der Dunklen Materie und der Dunklen Energie zu vertiefen.
Am 19. März 2025 hat die Euclid-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) ihre ersten Öffentlichen Daten enthüllt. Schweizer Forschungsinstitute spielen bei dieser Mission eine zentrale Rolle, indem sie wichtige Technologien, fortschrittliche Algorithmen und Recheninfrastrukturen bereitstellen, die unser Verständnis der Dunklen Materie und der Dunklen Energie erheblich verbessern werden.
Die Universität Genf spielt sowohl bei der Entwicklung der Mission als auch bei der wissenschaftlichen Auswertung der Daten eine führende Rolle.
Die Euclid-Mission schlägt ein neues kosmisches Kapitel auf: Sie wird im Juli 2023 gestartet und soll mehr als ein Drittel des Himmels kartieren, um das mysteriöse dunkle Universum zu erforschen. Die Veröffentlichung der Daten umfasst Beobachtungen von 26 Millionen Galaxien und identifiziert Hunderte von Kandidaten für starke Gravitationslinsen, was die Leistungsfähigkeit der Mission in der astrophysikalischen und kosmologischen Forschung unterstreicht. Darunter befindet sich auch eine bemerkenswerte Entdeckung: ein vollständiger Einstein-Ring, ein außergewöhnliches Beispiel für eine Gravitationslinse, das das wissenschaftliche Potenzial von Euclid eindrucksvoll unter Beweis stellt (Quelle: ESA). Künstliche Intelligenz und Citizen Science sind ein integraler Bestandteil der Klassifizierung von Galaxienmorphologien und ebnen den Weg für tief greifende kosmologische Entdeckungen.
Der Beitrag der Universität Genf
Mit bedeutenden Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, die an der Mission beteiligt sind, spielt die Universität Genf eine führende Rolle sowohl bei der Entwicklung der Mission als auch bei der wissenschaftlichen Auswertung der Daten. Astrophysikerinnen und Astrophysiker sowie Kosmologen der Universität Genf spielten eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der wichtigsten wissenschaftlichen Ziele von Euclid. In Zusammenarbeit mit dem Schweizer Unternehmen APCO Technologies leitete die Universität Genf den Bau eines Teils des hochauflösenden Imagers VIS, eines hochpräzisen und äußerst zuverlässigen Verschlusses, der die wissenschaftlichen Belichtungen des Instruments steuert.
Unter der Leitung von Stéphane Paltani vom Departement für Astronomie der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät ist die Universität Genf auch für die Entwicklung und Implementierung von Schlüsselalgorithmen zur genauen Bestimmung von Galaxienentfernungen verantwortlich, sowohl für die kosmologische Hauptwissenschaft als auch für die Untersuchung der Galaxienentwicklung. Sie entwickelte die Software, mit der die Milliarden von Quellen der Euclid-Durchmusterung aufgespürt und ihre Formen charakterisiert werden.
Die Universität Genf ist dank ihrer Infrastruktur für Hochleistungsrechnen (HPC) auch eines der neun Zentren, in denen die Datenverarbeitung von Euclid stattfindet. Die Teams der Abteilungen für theoretische Physik und Astrophysik sind stark in die wissenschaftliche Nutzung der Mission involviert, insbesondere in das Verständnis der Geschichte des Universums und seiner Geheimnisse. Die Gruppen der Professoren Camille Bonvin und Martin Kunz beteiligen sich aktiv an der Nutzung der Daten, um dunkle Materie und dunkle Energie zu charakterisieren und Einsteins allgemeine Relativitätstheorie zu testen.
Wissenschaftler der Universität Genf sind die Autoren von zwei der 34 Artikel, die zu diesem Anlass veröffentlicht wurden. In seinem Artikel stellt Dr. Marco Tucci das System vor, mit dem die Eigenschaften der von Euclid erfassten Galaxien gemessen werden, wie z.B. ihre Entfernungen oder ihre Massen. Dr. Federica Tarsitano führte eine Studie über den Nachweis von roten Quasaren durch, die als Schlüsselphase in der Koevolution von Galaxien und ihren zentralen Schwarzen Löchern gelten, die sich hinter dichten Staubwolken verstecken, die sie rot erscheinen lassen. Seine Arbeit zeigt, dass Euclids größere Tiefe und Auflösung die Identifizierung der Quellen verbessert, die zu den rötesten und dunkelsten im Universum gehören.
Schweizer Forschung im Zentrum des Projekts
Die Hochschule für Informatik FHNW leitet die Entwicklung des Euclid HPC-Frameworks, eines hochentwickelten Software-Stacks, der auf neun Supercomputern in Europa und den USA läuft. Alle Euclid-Daten werden mit Hilfe dieses Software-Stacks orchestriert und verarbeitet, was ihn zum Rückgrat der Bodenverarbeitung von Euclid macht. Diese Software, die vom Team unter der Leitung von Simon Marcin, Informatiker an der FHNW, entwickelt wurde, sorgt für eine effiziente Verarbeitung der Daten durch die zahlreichen Algorithmen, die von den Euclid-Wissenschaftlern verwendet werden, und ermöglicht so eine schnelle Analyse der umfangreichen Datensätze der Mission.
Das Institut für Astrophysik der Universität Zürich (UZH) ist eines der Hauptzentren für die groß angelegten numerischen Simulationen im Rahmen der Mission. Mitglieder des Instituts, darunter Professor Joachim Stadel und Dr. Doug Potter, entwickelten und optimierten die Simulationssoftware, mit der zum ersten Mal die Grenze von 1.000 Milliarden simulierter Teilchen überschritten werden konnte. Diese alle Rekorde brechende Flaggschiff-Simulation von Euclid, die auf dem Schweizer Hochleistungsrechner ’Piz Daint’ am Schweizer Zentrum für wissenschaftliches Rechnen (CSCS) durchgeführt wurde, stellt die Verteilung der Materie im Universum mit bisher unerreichter Genauigkeit dar.
In Vorbereitung auf kommende Datenveröffentlichungen entwickelt die Universität Zürich derzeit neue, hochmoderne Simulationen, die verschiedene Szenarien für die Dunkle Energie und die Dunkle Materie in Betracht ziehen. Darüber hinaus entwickelt sie innovative, auf künstlicher Intelligenz basierende Methoden, die künftig bei der Auswertung der Euklid-Daten zum Einsatz kommen sollen. Damit leistet sie einen wichtigen Beitrag zum Hauptziel der Euclid-Mission: die wahre Natur des dunklen Universums zu entschlüsseln.
