Schwerkraft: Ein Quasar als Gravitationslinse
© F. Courbin, S. G. Djorgovski, G. Meylan, et al., Caltech / EPFL / WMKO (Ausschnitt)
Der Quasar SDSS J0013+1523 wirkt durch seine große Masse als Gravitationslinse und erzeugt dabei zwei Bilder einer weit hinter ihm liegenden Hintergrundgalaxie. Es ist der erste Quasar, bei dem ein Gravitationslinseneffekt nachgewiesen wurde.
Quasare, die "quasistellaren Objekte", wurden bereits in den 1950er Jahren als Radioquellen aufgespürt. Im Optischen erschienen sie punktförmig wie ein Stern und leuchteten bläulich. Erst in den 1970er Jahren wurde erkannt, das Quasare die hellen Zentren aktiver Galaxien sind, in denen sich ein massereiches Schwarzes Loch befindet. Fließt Materie in größerer Menge diesem Loch zu, so bildet sich wegen der Erhaltung des Drehimpulses eine flache Scheibe um es herum. In Richtung der Pole dieser Scheibe entweichen Teile der heißen Gasmassen in zwei durch Magnetfelder gebündelten Strahlen, den Jets. Weist einer davon in unsere Richtung, so erscheint er als bläulicher Punkt, von dem starke Radiostrahlung ausgeht. Er leuchtet dabei sehr viel heller als der Rest der Galaxie, sodass er diese völlig überstrahlt
Die Entdeckung des als Gravitationslinse wirkenden Quasars SDSS J0013+1523 gelang einem Forscherteam um Frederic Courbin an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne mit einem der Zehn-Meter-Keck-Teleskope auf dem Mauna Kea, Hawaii.
Bislang sind zahlreiche Fälle bekannt, wo eine im Vordergrund befindliche, normale Galaxie mit ihrer Schwerkraft das Licht eines weit hinter ihr liegenden Quasars bündelt und wie eine schlechte Linse teilweise als Kreuze oder sogar geschlossene Lichtbögen stark verzerrt abbildet. Nun wollten die Forscher das Umgekehrte hierfür finden, also einen Quasar, der als Linse für eine Hintergrundgalaxie wirkt. Allerdings ist dabei die große Helligkeit der Quasare ein Hindernis, da diese wie ein Scheinwerfer das Licht der sehr viel schwächeren Hintergrundgalaxien überstrahlen.
In der Datenbank des Sloan Digital Sky Survey (SDSS) suchte das Forscherteam nach Quasaren, die in ihren Spektren Hinweise auf Galaxien enthielten. Das Ziel der Untersuchungen ist dabei die Bestimmung der Masse der Quasare, um Rückschlüsse auf das Schwarze Loch und seine Wirtsgalaxie ziehen zu könnnen.
Dabei stach das Objekt SDSS J0013+1523 besonders hervor, sodass das Team Beobachtungszeit beim Keck-Observatorium beantragte. Tatsächlich zeigten die Bilder und Spektren, dass der Quasar wirklich als Gravitationslinse wirkt. Er ist mit einer Rotverschiebung z = 0,12 rund 1,6 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt, während die Hintergrundgalaxie rund 7,5 Milliarden Lichtjahre weit weg ist.
Nun hoffen die Forscher, die Masse des Quasars genau bestimmen zu können, und auch Aufklärung über die energiereichen Vorgänge im Kernbereich einer aktiven Galaxie.
Tilmann Althaus
Quasare, die "quasistellaren Objekte", wurden bereits in den 1950er Jahren als Radioquellen aufgespürt. Im Optischen erschienen sie punktförmig wie ein Stern und leuchteten bläulich. Erst in den 1970er Jahren wurde erkannt, das Quasare die hellen Zentren aktiver Galaxien sind, in denen sich ein massereiches Schwarzes Loch befindet. Fließt Materie in größerer Menge diesem Loch zu, so bildet sich wegen der Erhaltung des Drehimpulses eine flache Scheibe um es herum. In Richtung der Pole dieser Scheibe entweichen Teile der heißen Gasmassen in zwei durch Magnetfelder gebündelten Strahlen, den Jets. Weist einer davon in unsere Richtung, so erscheint er als bläulicher Punkt, von dem starke Radiostrahlung ausgeht. Er leuchtet dabei sehr viel heller als der Rest der Galaxie, sodass er diese völlig überstrahlt
Die Entdeckung des als Gravitationslinse wirkenden Quasars SDSS J0013+1523 gelang einem Forscherteam um Frederic Courbin an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne mit einem der Zehn-Meter-Keck-Teleskope auf dem Mauna Kea, Hawaii.
Bislang sind zahlreiche Fälle bekannt, wo eine im Vordergrund befindliche, normale Galaxie mit ihrer Schwerkraft das Licht eines weit hinter ihr liegenden Quasars bündelt und wie eine schlechte Linse teilweise als Kreuze oder sogar geschlossene Lichtbögen stark verzerrt abbildet. Nun wollten die Forscher das Umgekehrte hierfür finden, also einen Quasar, der als Linse für eine Hintergrundgalaxie wirkt. Allerdings ist dabei die große Helligkeit der Quasare ein Hindernis, da diese wie ein Scheinwerfer das Licht der sehr viel schwächeren Hintergrundgalaxien überstrahlen.
In der Datenbank des Sloan Digital Sky Survey (SDSS) suchte das Forscherteam nach Quasaren, die in ihren Spektren Hinweise auf Galaxien enthielten. Das Ziel der Untersuchungen ist dabei die Bestimmung der Masse der Quasare, um Rückschlüsse auf das Schwarze Loch und seine Wirtsgalaxie ziehen zu könnnen.
Dabei stach das Objekt SDSS J0013+1523 besonders hervor, sodass das Team Beobachtungszeit beim Keck-Observatorium beantragte. Tatsächlich zeigten die Bilder und Spektren, dass der Quasar wirklich als Gravitationslinse wirkt. Er ist mit einer Rotverschiebung z = 0,12 rund 1,6 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt, während die Hintergrundgalaxie rund 7,5 Milliarden Lichtjahre weit weg ist.
Nun hoffen die Forscher, die Masse des Quasars genau bestimmen zu können, und auch Aufklärung über die energiereichen Vorgänge im Kernbereich einer aktiven Galaxie.
Tilmann Althaus
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