Das US-Weltraumteleskop WISE beobachtete das Universum im infraroten Licht mit mehr als hundertmal höherer Empfindlichkeit als seine Vorgänger. Nun haben Astronomen die Aufnahmen zur bisher schärfste Karte des Infrarotuniversums zusammengefügt, die uns den Blick auf Bekanntes und Überraschendes eröffnet.

Eine Delta-II-Rakete schoss den Widefield Infrared Survey Explorer, oder kurz: WISE, im Dezember 2009 in seine polare Erdumlaufbahn, auf der er den gesamten Himmel im Bereich des Infraroten abbildet. Im Jahr 2010 beobachtete das 40-Zentimeter-Teleskop an Bord jeden Himmelspunkt mindestens achtmal mit insgesamt vier CCD-Kameras, jede bei einer anderen Infrarotwellenlänge. Ein mit gefrorenem Wasserstoff gekühltes Isoliergefäß brachte die Geräte auf die benötigten niedrigen Temperaturen von -241 bis -265 Grad Celsius: Nur so können die Kameras von WISE die Wärmestrahlung der kalten Himmelsobjekte ungestört registrieren.

Infrarotkarte des Universums von WISE
© NASA, JPL / Caltech / WISE Team
(Ausschnitt)
 Bild vergrößernInfrarotkarte des Universums von WISE
Das Weltall im Blick des Infrarot-Weltraumteleskops WISE. Die Falschfarbenkarte zeigt den gesamten Himmel in galaktischen Koordinaten, das heißt das Zentrum der Milchstraße befindet sich im Kartenmittelpunkt; die Milchstraßenebene verläuft horizontal. Der Staub in der Ebene ist als blau und grün leuchtendes Band zu erkennen. Nebel, Sternhaufen, Galaxien und andere Objekte sind beschriftet.

Nach dem Start schoss WISE im Jahr 2010 insgesamt 2,7 Millionen Bilder in den vier unterschiedlichen Infrarotwellenlängen und nahm ein Gesamtdatenvolumen von 15 Terabyte (das entspricht gut 3000 DVDs) auf. Die Aufnahmen bieten den bisher schärfsten Blick ins Infrarotuniversum und zeigen Objekte von erdnahen Asteroiden bis hin zu entfernten Galaxien. Die WISE-Wissenschaftler fügten die Vielzahl kleiner Gesamtbilder zu einem Himmelsatlas von 18 000 größeren Einzelkarten zusammen und erstellten einen Katalog der abgebildeten Objekte. Dieser verzeichnet insgesamt 560 Millionen individuelle Himmelskörper: Der Großteil sind Sterne und Galaxien, viele von ihnen bisher unbekannt. Die Auflösung der Aufnahmen beträgt je nach Wellenlänge sechs bis zwölf Bogensekunden, das heißt den dreihundertsten beziehungsweise einhundertfünfzigsten Teil eines Vollmonddurchmessers.

Die Beobachtungen von WISE haben bereits eine Vielzahl neuer Entdeckungen hervorgebracht: Die zuvor nur theoretisch vorhergesagten Y-Zwerge konnten erstmals nachgewiesen werden. Diese mit unter 300 Grad Celsius extrem kühlen, kleinen Sterne lassen sich nur im Infrarotbereich beobachten. Sie sind die langsam auskühlenden Überreste von Sternen, die zu massearm waren, um die Kernfusion in ihrem Inneren zu zünden. WISE nahm auch eine Volkszählung unter den erdnahen Asteroiden vor, die sich ebenfalls durch ihre Wärmestrahlung besser verraten als durch ihre Emission im sichtbaren Licht. Das Ergebnis des Zensus: Die Anzahl der erdnahen Asteroiden mittlerer Größe ist signifikant niedriger als zuvor erwartet. Zudem bestätigte es, dass bisher 90 Prozent der größten erdnahen Planetoiden gefunden wurden, die Wahrscheinlichkeit einer bösen Überraschung ist also vergleichsweise gering. Völlig unerwartet kam im Jahr 2011 die Entdeckung des ersten trojanischen Asteroiden der Erde in den WISE-Daten.

Die jetzt veröffentlichte Karte zeigt den gesamten Himmel in den von WISE abgebildeten Infrarotwellenlängen von 3,4 bis 22 Mikrometern. Jeder der vier abgebildeten Infrarotbereiche wurde eine Farbe zugeordnet, so dass sich ein Falschfarbenbild ergibt. Um den gesamten Himmel auf eine Ebene abzubilden, muss wie bei Karten des gesamten Erdballs ein Koordinatensystem gewählt werden: Die WISE-Himmelskarte zeigt das All in galaktischen Koordinaten. In diesem System verläuft die Ebene unserer Milchstraße waagerecht, das Galaktische Zentrum im Sternbild Schütze befindet sich genau im Mittelpunkt der Karte. Der im Infraroten leuchtende Staub in der Milchstraßenebene ist als blau und grün schimmerndes horizontales Band die auffälligste Struktur in der Karte. Wer genau hinschaut, kann nicht nur die Feinstruktur des faserigen Milchstraßenstaubs entdecken: In der Nähe des Staubbands zeigen sich Einzelobjekte wie der Rosettennebel im Sternbild Einhorn oder der Kaliforniennebel im Sternbild Perseus. Doch auch fernere Objekte wie die Kugelsternhaufen M3 und Omega Centauri, die Magellanschen Wolken und auch ferne Galaxien wie M83 und M51 sind in der Gesamthimmelskarte zu finden. Sehenswert ist auch eine Version der Karte, die sich frei vergrößern lässt und in der frei navigiert werden kann. Die NASA stellt außerdem eine interaktive Karte zur Verfügung, bei der das Anklicken einzelner interessanter Objekte Beschreibungen und Detailbilder liefert.

Der neue große Himmelsatlas wird auch in Zukunft für weitere Entdeckungen sorgen, ist sich Roc Curti, Chefwissenschaftler der WISE-Datenauswertung sicher: "Mit der Veröffentlichung des Gesamthimmelskatalogs und -atlas betritt auch WISE das Pantheon der großen Durchmusterungen, die zu vielen der wichtigsten Entdeckungen in unserem Universum geführt haben. Es wird spannend und bereichernd sein, zu sehen, auf welche neuen und innovativen Weisen die Wissenschaftler die WISE-Daten nutzen werden, die ihnen jetzt zur Verfügung stehen."