Abgesehen von kurzzeitigen Ereignissen wie Gammablitzen sind Quasare die leuchtstärksten Objekte in unserem Universum. In ihrem Innersten enthalten sie wohl extrem massereiche Schwarze Löcher, die sich ständig Materie einverleiben und dabei enorme Energiemengen in Form von Strahlung aussenden. Selbst aus größten Entfernungen erreicht uns noch ihr Licht – auf Grund der begrenzten Lichtgeschwindigkeit können wir somit weit in die Vergangenheit des Kosmos blicken: Einige der uns heute bekannten Quasare beobachten wir zu Zeitpunkten nur wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall.

Dies wirft allerdings eine entscheidende Frage auf: Wie konnten sich so kurz nach Entstehung des Universums bereits solch extrem massereiche Schwarze Löcher als Motoren der Quasare entwickeln? Wissenschaftler vermuten, dass Regionen im All, die schon kurz nach dem Urknall eine sehr hohe Materiedichte aufwiesen, als Brutstätten der Giganten dienten. So konnten sich die jungen Schwarzen Löcher wohl in kurzer Zeit große Gasmengen einverleiben und schnell an Masse gewinnen. Bisher blieb die Forschergemeinde allerdings einen Nachweis für diese Theorie schuldig.

Die Entdeckung einer Gruppe von Astronomen um Roberto Decarli vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg untermauert nun aber die Vermutung der Wissenschaftler. Mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile untersuchten die Forscher 25 helle Quasare, die alle bereits existierten, als das Universum weniger als 900 Millionen Jahre alt war. Dabei stießen sie auf vier weitere Strahlungsquellen – jeweils in unmittelbarer räumlicher Nähe zu einem Quasar. Auf Grund des Spektrums der Quellen schlossen die Astronomen darauf, dass es sich um sehr massereiche, sternbildende Galaxien handelt.

Quasar mit einer benachbarten Galaxie (künstlerische Darstellung)
© MPIA mit Bildmaterial des NASA/ESA-Weltraumteleskops Hubble
(Ausschnitt)
 Bild vergrößernQuasar mit Nachbargalaxie
Neben 4 der 25 untersuchten Quasare fanden Decarli und seine Kollegen Hinweise auf jeweils eine Galaxie. Detaillierte Aufnahmen sind wegen der großen Entfernungen der Objekte nicht möglich – so könnten sie aber aus der Nähe aussehen: Der Quasar (Bildmitte) überleuchtet als helle, punktförmige Quelle beinahe seine Nachbargalaxie.

Solch große Sterneninseln konnten nur in Raumregionen mit einer außergewöhnlich hohen Materiedichte entstehen – was offenbar auch das Wachstum der Quasare in ihrer Nähe begünstigte. Die Forschergruppe bestätigt damit das vorherrschende Bild von der Entstehung extrem massereicher Schwarzer Löcher im frühen Universum: Ihre Geburtsstätten waren wohl tatsächlich sehr große, dichte Materieansammlungen, die schon kurz nach dem Urknall vorlagen.

Drei der vier entdeckten Galaxien weisen außerdem solch hohe Sternentstehungsraten auf, wie sie so früh im Universum noch nie beobachtet wurden. Vermutlich sind sie somit die lange gesuchten Vorläufer von elliptischen Galaxien. Diese extrem massereichen Sterneninseln befinden sich in kleineren Entfernungen zu uns, also später in der Entwicklungsgeschichte des Kosmos. Auf Grund ihrer hohen Masse müssen sie in früheren Zeiten einmal viele neue Sterne gebildet haben. Weitere Untersuchungen an den neu entdeckten Galaxien aus der Antike des Universums sind nun nötig, um sie komplett zu verstehen und einzuordnen. Dabei könnte in Zukunft beispielsweise auch das James Webb Space Telescope (JWST) helfen.