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Euclid-Projekt hilft bei Suche nach Gravitationslinsen

Das neue Bürgerwissenschaftsprojekt Space Warps auf der Zooniverse-Plattform unterstützt die Suche nach starken Gravitationslinsen mit Daten des Euclid-Weltraumteleskops der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Das Ziel ist es, Einblicke in die Natur der Dunklen Materie und der rätselhaften Dunklen Energie zu gewinnen. Starke Gravitationslinsen entstehen, wenn die immense Gravitation massereicher Objekte wie Galaxienhaufen die Raumzeit so verzerrt, dass Licht von dahinterliegenden Objekten abgelenkt und verstärkt wird. Dies führt zu verzerrten Bögen oder vollständigen Ringen, den sogenannten Einstein-Ringen, die als natürlicher Vergrößerungsglas für ferne Weltenräume dienen. Bereits im März 2025 ermöglichte der erste Quick Data Release (Q1) von Euclid, der nur 0,04 Prozent der gesammelten Daten umfasst, die Entdeckung von fast 500 Galaxie-Galaxie-Linsen. Dieses Pionierergebnis wurde durch eine Kombination aus menschlicher citizen science, maschinellem Lernen und Forschung erreicht. Mit der laufenden Veröffentlichung von etwa 100 Gigabyte Daten täglich steht die ESA nun vor der Aufgabe, weitere Linsen aus riesigen Datensätzen zu identifizieren. Das Space-Warps-Team nutzt daher neue Bilder, die Teil der zukünftigen Euclid Data Release 1 (DR1) sein werden. Obwohl diese Daten noch nicht öffentlich sind, ermöglicht das Projekt den Teilnehmern einen früheren Einblick in hochqualitative Aufnahmen. Um die Forschungsteams nicht mit Daten zu überfluten, wurden 300.000 Bilder vorselektiert. Diese stammen aus einer Auswertung von 72 Millionen Galaxien und wurden durch KI-Algorithmen klassifiziert, die auf Ergebnissen der ersten Suchkampagne basieren. Wissenschaftler erwarten, dass diese gezielte Vorwahl mehr als 10.000 neue Linsen enthüllt. Die Datenbereinigung war ein entscheidender Schritt. Forscher der Ludwig-Maximilians-Universität München und des Max-Planck-Instituts für Astrophysik optimierten das Vorgehen. Während ein erster Ansatz 29 Millionen Objekte auf eine Million einschränkte, führten Verfeinerungen zu 27.000 zusätzlichen Kandidaten und weiteren 74 Entdeckungen. Ein Fehler im ursprünglichen Ansatz, bei dem 14 Prozent der Probe übersehen wurden, konnte durch diese verfeinerte Methode vermieden werden. Starke Gravitationslinsen sind entscheidend, um die Entwicklung des Universums und die Eigenschaften Dunkler Materie zu verstehen. Sie erlauben es, die Masse einzelner Galaxien und Haufen zu bestimmen und die Verteilung Dunkler Materie nachzuvollziehen. Durch die Beobachtung dieser Phänomene über kosmische Zeiträume hinweg können Astronomen die Expansion des Universums und die Rolle der Dunklen Energie genauer analysieren. Aprajita Verma, Ko-Leiterin des Space-Warps-Projekts an der Universität Oxford, betonte den Erfolg der Kombination aus KI und visueller Inspektion. Mit dem 30-mal größeren Datensatz der DR1 und verbesserten Algorithmen sei ein Quantensprung zu erwarten. Die bisher gefundenen 10.000 Kandidaten würden weit mehr als die vierfache Menge aller seit der ersten Entdeckung vor fast 50 Jahren bekannten Linsen ausmachen. Die hohe Schärfe und die großflächige Abdeckung durch das Euclid-Teleskop schaffen ideale Voraussetzungen für die Erforschung dieser seltenen kosmischen Objekte.

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