Super selten: Faszinierende neue Bilder von Einsteinkreuzen

Es ist ein sehr seltenes Himmelsphänomen, das uns einen tieferen Ein­blick in die Mechanismen des Universums gewährt. Wissenschaftler ha­ben jetzt mit KI-Unterstützung gleich ein Duzend neue Einsteinkreuze entdeckt - und die neue Jagdmethode könnte das Feld revolutionieren.

Ein echter Sprint nach Jahren des absoluten Stillstandes

Die Schwerkraft einer Galaxie wirkt wie eine Linse, die das Licht von dahinterliegenden Ob­jek­ten auf eine vorausberechenbare Art ablenkt. Einstein hatte den daraus resultierenden op­ti­schen Effekt, heute Einsteinkreuz genannt, im Jahr 1912 vorausgesagt. Allerdings sollte es bis zum Jahr 1979 dauern, bis erstmals das erwartete Doppel-Bild eines Quasars ein­ge­fan­gen werden konnte, sechs Jahre später folgte dann das erste Vierfachbild.

Wie selten das Phänomen zu entdecken ist, sollten die kommenden Jahre zeigen. Seit 1985 konnten insgesamt nur rund 50 Einsteinkreuze entdeckt werden. Jetzt kann ein Wis­sen­schaft­ler­team der europäischen Weltraumagentur ESA hier für einen sprunghaften Anstieg sorgen. Sehr selten: ESA fängt 12 neue Einsteinkreuze auf einen Schlag ein Dabei beschreibt Francois Mignard von der Universität Côte d'Azur und Experte für Gra­vi­ta­ti­ons­lin­sen, bei der Vorstellung neuer Ergebnisse in The Astrophysical Journal, ein ganz prin­zi­pi­el­les Problem seines Feldes: "Wir haben keine Ahnung, wo genau wir nach ihnen su­chen sol­len. Es erfordert eine hochauflösende Bildgebung, nur um Kandidaten zu lokalisieren."

Und genau hier profitiert das Team rund um Mignard von einem neuen Werkzeug: die Welt­raum­son­de Gaia. "Sie ist ein ‚game changer‘ in diesem Bereich, denn sie ist in der Lage, den gesamten Himmel alle paar Monate mit einer noch nie dagewesenen räumlichen Auflösung zu ver­mes­sen", so das ESA-Team. Das Ergebnis: Mit gleich zwölf neu entdeckten Ein­stein­kreu­zen kann man die Anzahl der bekannten Phänomene dieses Types auf einen Schlag um 25 Prozent steigern. Von Einstein 1912 vorausgesagt: Einsteinkreuze

Aus mehreren Richtungen

Auf der Suche nach möglichen Kandidaten kam dem Team bei der komplizierten Vorauswahl dann auch noch der Fortschritt bei maßge­schnei­der­ten Machine Learning-Methoden zu­gu­te. "Wir mussten bestätigen, dass die vier dicht gepackten Bilder nicht eine rein zufällige An­ord­nung von vier unabhängigen Quellen waren, sondern wirklich vier Bilder einer einzigen, weit entfernten Quelle, die von einer da­zwi­schen­lie­gen­den Galaxie fokussiert wurde", so Team­mit­glied Christine Ducourant von der Universität Bordeaux in Frankreich. Waren entsprechende Ziele ausgemacht, wurden diese mit dem NASA-Teleskop WISE noch einmal selektiert. Die endgültige Bestätigung konnte dann mit einer Spektroskopie mit bodengebundenen Teleskopen erfolgen.

Mit dem ersten großen Erfolg dieser Methode wird für das Feld wohl eine neue Ära eingeleitet: "Nach der endgültigen Datenfreigabe hoffen wir, dass Gaia Hunderte dieser Quellen entdecken wird. Dank Gaia und der Zusammenarbeit zwischen maschinellem Lernen, Weltraum- und bo­den­ge­stütz­ten Beobachtungen werden wir immer effektiver beim Auffinden dieser ein­zig­ar­ti­gen Objekte", so Ducourant.