Der Astrometriesatellit Gaia durchmustert seit August 2014 den Himmel und verzeichnet von mehr als einer Milliarde Sterne in unserem Milchstraßensystem die räumlichen Positionen und Eigenbewegungen. Der erste Katalog wurde im September 2016 veröffentlicht. Beim Abscannen des Himmels erfasst Gaia aber nicht nur Sterne, sondern seine beiden Teleskope registrieren auch eine Unmenge von sich bewegenden Objekten im Sonnensystem wie Kometen und Asteroiden. In einem Video zeigt die Europäische Raumfahrtagentur ESA die räumliche Verteilung und Bewegung von rund 13 000 Asteroiden und wie sie nach und nach von Gaia im Zeitraum von August 2014 bis Mai 2016 aufgenommen wurden.

Gaia tastet den Himmel mit zwei Gesichtsfeldern gleichzeitig ab, die in einem Winkel von 106,5 Grad zueinander und senkrecht zur Rotationsachse des Satelliten stehen, dessen Form an einen Zylinderhut erinnert. Jede Abtastung dauert sechs Stunden; das entspricht einer Umdrehung von Gaia um die zentrale Achse. Die Rotationsachse präzediert leicht, so dass sich der untersuchte Himmelsabschnitt gegenüber dem vorigen geringfügig verschiebt. Auf diese Weise entsteht nach und nach eine Karte des gesamten Himmels.

Der Astrometriesatellit Gaia (künstlerische Darstellung)
© ESA / David Ducros
(Ausschnitt)
 Bild vergrößernDer Astrometriesatellit Gaia
Der eigentliche Satellitenkörper von Gaia hat eine Höhe und auch einen Durchmesser von rund drei Metern, der Durchmesser des Sonnenschutzschirms beträgt mehr als zehn Meter. Auf seiner Unterseite sind Solarzellen zur Stromversorgung und eine Richtantenne für die Datenübertragung angebracht. Im Oberteil des Satelliten sieht man die beiden großen Teleskopöffnungen, durch die Gaia gleichzeitig zwei 106,5 Grad am Himmel auseinanderliegende Gebiete am Himmel aufnimmt, sowie darunter (oder: im Vordergrund) die Kühlplatte für die Fokalebene. Der Sonnenschirm sorgt dafür, dass die Teleskope auf einer konstanten Temperatur von –150 Grad Celsius und die CCD-Kamera auf –110 Grad Celsius gehalten werden.

Gaia kann aber nicht den gesamten Himmel auf einmal abtasten; insbesondere gibt es zwei große Kegel, in die der Satellit niemals blicken darf. In einem dieser Kegel befindet sich die Sonne, deren intensive Strahlung die empfindliche Technik der beiden Teleskope Gaias innerhalb von Sekunden zerstören würde. Wegen der Geometrie des Satelliten ist auch der Blick in die exakte Gegenrichtung nicht möglich. Da Gaia unser Zentralgestirn am Lagrange-Punkt L2 umrundet, gut anderthalb Millionen Kilometer hinter der Erde von der Sonne aus gesehen, wandern diese Ausschlusskegel nach und nach über den Himmel und bislang unbeobachtbare Regionen werden peu à peu erfasst. Dies vervollständigt im Lauf der Zeit die Karte des gesamten Sternenhimmels.

In der Animation sind Asteroiden, die während einer sechsstündigen Rotation registriert werden, zunächst gelb dargestellt. Sie verfärben sich blau, wenn der nächste Scan beginnt. Mit voranschreitender Zeit füllt sich der Raum mit einer eindrucksvollen Menge von Asteroiden, deren größter Teil zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter die Sonne umrundet. Der Blick erfolgt sowohl von Norden auf die Erdbahnebene (links im Film) als auch von der Seite (rechts im Film). Die hier dargestellten 13 000 Asteroiden sind nur ein kleiner Teil aller von Gaia verzeichneten bewegten Objekte am Himmel und waren bereits bekannt. Die Daten von Gaia präzisieren aber die Informationen über die Dynamik der einzelnen Umlaufbahnen. In der Animation fanden nur diejenigen Asteroiden Platz, die von Gaia mindestens zehnmal erfasst wurden. Im April 2018 steht die nächste große Veröffentlichung von Gaia-Daten bevor, darunter auch ein erster Katalog der mit Gaia erfassten Asteroiden.