✨ 5 Jahre Beobachtungen für eine unglaublich detaillierte 3D-Karte des Universums

Veröffentlicht von Adrien,
Quelle: CEA IRFU
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Die Forscher der internationalen Kollaboration DESI haben soeben den ursprünglich auf 5 Jahre angelegten großen Galaxiendurchmusterung vorzeitig abgeschlossen. Die Zwischenergebnisse deuten darauf hin, dass die beschleunigte Expansion des Universums möglicherweise nicht durch eine kosmologische Konstante, sondern durch eine zeitabhängige „Dunkle Energie“ gesteuert wird.

Diese Ergebnisse haben in der wissenschaftlichen Gemeinschaft für großes Aufsehen gesorgt, und DESI setzt seine Beobachtungen bis Ende 2028 fort, um diese potenzielle wichtige Entdeckung zu bestätigen.


Diese Abbildung zeigt einen dünnen Ausschnitt der von DESI über fünf Jahre erstellten Karte des Universums. Sie zeigt Galaxien und Quasare. Die Erde befindet sich im Zentrum der Ausschnitte, und die schwarze Zone markiert den Bereich, in dem unsere eigene Galaxie die fernen Objekte verdeckt. Das Licht der am weitesten entfernten dargestellten Galaxien benötigte 11 Milliarden Jahre, um die Erde zu erreichen.
Bildnachweis: Claire Lamman/DESI-Kollaboration

In der Nacht vom 14. auf den 15. April 2026 beobachtete die DESI-Kollaboration die letzte „Kachel“ der ursprünglich geplanten Durchmusterung (eine Kachel entspricht einer Ausrichtung des Teleskops auf eine Himmelsregion von etwa 8 Quadratgrad, also der 16-fachen Fläche des Vollmonds). Seit 5 Jahren wechselt das DESI-Instrument alle 20 Minuten die Kachel und misst das Spektrum von 5000 neuen Galaxien, wodurch mehr als ein Drittel der Himmelskugel abgedeckt wird.

Das Ziel von DESI war es, über fünf Jahre das Licht von 34 Millionen Galaxien und Quasaren (extrem weit entfernte, aber helle Objekte mit Schwarzen Löchern in ihrem Zentrum) einzufangen. Tatsächlich hat DESI mehr als 47 Millionen Galaxien und Quasare sowie 20 Millionen Sterne beobachtet.

Gestärkt durch diesen instrumentellen Erfolg wird die DESI-Durchmusterung noch zweieinhalb Jahre bis Ende 2028 fortgesetzt.

Dieses Zeitraffervideo zeigt, wie das Spektroskopieinstrument DESI seine Beobachtungskarte über fünf Jahre aufgebaut hat. Jede „Kachel“ repräsentiert eine Ausrichtung des Teleskops, bei der DESI gleichzeitig die Spektren tausender Objekte aufzeichnet. Die Kacheln überlappen sich, um die Karte zu verdichten, wobei die meisten Gebiete mehrfach beobachtet werden. Die hier gezeigten Beobachtungen wurden während der „Dark-Time Survey“ gesammelt, einer Kampagne, die auf die schwächsten und am weitesten entfernten Objekte abzielt, die DESI beobachten kann und die Milliarden von Lichtjahren entfernt sind.
DESI-Daten: Anand Raichoor/DESI-Kollaboration
Himmelskarte: Axel Mellinger, A Color All-Sky Panorama Image of the Milky Way, Publ. Astron. Soc. Pacific 121, 1180-1187 (2009)

Das Spektrum jeder einzelnen von DESI gemessenen Galaxie und jedes Quasars wird analysiert, um ihre Positionen in der bisher größten und dichtesten dreidimensionalen Karte des Universums zu bestimmen. Die Forscher nutzen diese Karte, um die Dunkle Energie zu erforschen, einen fundamentalen Bestandteil, der etwa 70 % unseres Universums ausmacht und für seine beschleunigte Expansion verantwortlich ist.

Durch die Beobachtung der Verteilung von Galaxien im Universum haben die Forscher den Einfluss der Dunklen Energie über 11 Milliarden Jahre der kosmischen Geschichte hinweg verfolgt, die vor etwa 13,8 Milliarden Jahren begann. Die überraschenden Ergebnisse aus den ersten drei Beobachtungsjahren von DESI deuten darauf hin, dass die Dunkle Energie, die lange als kosmologische Konstante angesehen wurde, sich tatsächlich im Laufe der Zeit verändern könnte. Diese Ergebnisse, deren wissenschaftliche Arbeiten im Jahr 2025 am häufigsten zitiert wurden, haben weit über die kosmologische Gemeinschaft hinaus für großes Aufsehen gesorgt.

Mit dem vollständigen Datensatz aus fünf Jahren werden die Forscher über weitaus mehr Informationen verfügen, um zu überprüfen, ob sich diese Hypothese bestätigt oder nicht. Sollte sie bestätigt werden, würde dies einen bedeutenden Wandel in unserem Verständnis des Universums und seines Schicksals markieren, das vom Gleichgewicht zwischen Materie und Dunkler Energie abhängt. Muss die allgemeine Relativitätstheorie modifiziert werden oder muss eine fünfte Kraft ins Spiel gebracht werden?

DESI hat nun kosmologische Daten für sechsmal mehr Galaxien und Quasare gemessen als alle vorherigen Durchmusterungen zusammen. Die Kollaboration hat bereits mit der Verarbeitung des gesamten Datensatzes begonnen; die nächsten Ergebnisse zur Dunklen Energie aus der vollständigen Kartierung der fünf Jahre von DESI werden für 2027 erwartet.

Und dann?


Die Teams arbeiten an der Definition eines wissenschaftlichen Programms und technischer Verbesserungen, um die bereits laufende bemerkenswerte wissenschaftliche Ernte fortzusetzen. Das wissenschaftliche Programm der sogenannten „DESI-2“-Phase würde auf vier Säulen basieren.

Zunächst eine Durchmusterung mit einer zehnmal höheren Dichte als DESI für die letzten 8 Milliarden Jahre der Entwicklung des Universums (Rotverschiebung kleiner als 1), um die Natur der Dunklen Energie zu untersuchen und die allgemeine Relativitätstheorie zu testen.

Zweitens: Eine Durchmusterung aus der Zeit, als das Universum 2 bis 4 Milliarden Jahre alt war und noch ein getreues Abbild der primordialen Anfangsbedingungen darstellt, ist sehr empfindlich gegenüber dem Modell der kosmischen Inflation und der Summe der Neutrinomassen.

Der dritte Teil der Durchmusterung zielt darauf ab, die Spektren von Dutzenden Millionen Sternen der Milchstraße und der „Lokalen Gruppe“ zu messen, insbesondere die erste umfangreiche Durchmusterung der Andromeda-Galaxie, um die lokale Dynamik der Dunklen Materie besser zu verstehen.

Schließlich ist eine starke Synergie mit dem Rubin-LSST-Observatorium geplant. Das DESI-2-Programm würde 2029 beginnen, sechs Jahre dauern und den zukünftigen großen Durchmusterungen Platz machen, für die Instrumente wie das Widefield Spectroscopic Telescope mit einem ersten Licht, das für 2040 erwartet wird, in der Entwicklung sind.