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Blick in die Forschung - Kurzberichte : Rekord-Quasar wirft Licht ins Dunkel des Zeitalters der Reionisation

Während der Epoche der Reionisation vor mehr als 12,5 Milliarden Jahren erfuhr das intergalaktische Medium einen Phasenübergang von neutralem Wasserstoff hin zu Plasma, wie wir es heute kennen. Die Entdeckung eines Quasars aus dieser Zeit stellt die gängigen Theorien der Strukturentstehung des frühen Universums auf den Prüfstand.
Die Energiequelle eines Quasars ist ein ex­trem massereiches Schwarzes Loch, das von einer Akkretionsscheibe aus heißer Materie umgeben ist, von der senkrecht in entgegengesetzte Richtungen zwei Jets entspringen (künstlerische Darstellung).

Rund 400000 Jahre nach dem Urknall war das Universum durch die Rekom­bi­na­tion von Protonen und Elektronen qua­si vollständig mit neutralen Wasserstoffatomen gefüllt. Im Zeitraum zwischen rund 200 Millionen und 1 Milliarde Jahre, gleichbedeutend mit kosmologischen Rotverschiebungen zwischen z=20 und z=6, wurde das intergalaktische Medium mit dem Auftauchen erster energiereicher Objekte erneut ioni­siert – reionisiert. Als Kandidaten für solche Objekte kommen derzeit nur die ersten Sterne – sie werden Population-III-Sterne genannt – und Quasare in Frage. Bei letzteren handelt es sich um aktive Galaxienkerne, in denen Materie von einem zentralen, massereichen Schwarzen Loch akkretiert wird. Die dabei entstehende Akkretionsscheibe heizt sich extrem auf und sorgt so für die immense Leuchtkraft dieser Objekte.

Mit ULAS J134208.10+092838.61 – kurz J1342+0928 – hat nun ein Team von Forschern um Eduardo Bañados vom Carnegie-Institut in Pasadena, USA, einen Quasar aus dem Zeitalter der Reionisation gefunden. Mit einer Rotverschiebung von z=7,54 – gleichbedeutend mit einer Zeit rund 690 Millionen Jahre nach dem Urknall – unterbietet er den bisherigen Rekordhalter J1120+0641 mit z=7,09 in Sachen Alter noch einmal um zehn Prozent ...

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  • Literaturhinweise

Bañados, E. et al.: An 800 Million Solar Mass Black Hole in a Significantly Neutral Universe at Redshift 7.5. In: Nature, doi:10.1038/­nature25180 (2017)

Venemans, B. P. et al.: Copious Amounts of Dust and Gas in a z = 7.5 Quasar Host Galaxy. In: The Astrophysical Journal Letters 851:L8, 2017

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