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Quasare: Akkretionsscheibe durch Gravitationslinse beobachtet

Quasar im Wasserdampf
Ein internationales Team von Wissenschaftlern hat den Gravitationslinseneffekt einer Galaxie ausgenutzt, um den Quasar HE 1104-1805 mit dem Hubbleteleskop genauer zu vermessen.

In einem Video illustriert NASA die Entstehung der Aufnahme so: Befindet sich zwischen dem Weltraumteleskop Hubble und dem Quasar eine massereiche Galaxie, so wirkt letztere durch die Massenablenkung des Lichts wie eine optische Linse. Je nach relativer Position der drei Körper kommt daher das Licht aus einem anderen Bereich der Akkretionsscheibe des Quasars am Teleskop an. Bewegt sich nun diese Galaxie zufällig zwischen Quasar und Teleskop hindurch, werden nach und nach einzelne vom Quasar kommende Strahlen in Richtung Hubble abgelenkt. Wie in einem Rastermikroskop wartet man also, bis die Gravitationslinse den Quasar komplett abgebildet hat. Am Ende kann dann die ganze Akkretionsscheibe vermessen werden.

Quasar HE 1104-1805 durch eine Gravitationslinse
Der Quasar HE 1104-1805 durch eine Gravitationslinse betrachtet.
Quasare werden durch das Leuchten der Materie verursacht, die sich rund um Schwarze Löcher ansammelt. In einer Akkretionsscheibe angeordnet, wartet sie förmlich darauf, in dem Schwarzen Loch zu verschwinden, wird dabei durch Reibung extrem aufgeheizt und strahlt deshalb. Die jeweilige Strahlungsfarbe lässt sich einer Temperatur zugeordnen. Der Aufbau von Quasaren war allerdings bisher vor allem aus Simulationen bekannt, denn Quasare sind schwer zu beobachten: Sie sind Milliarden Lichtjahre von uns entfernt, haben jedoch eine Akkretionsscheibe von nur wenigen Lichttagen Durchmesser. "Dadurch ist von der Erde aus betrachtet ihre scheinbare Größe so klein, dass wir wahrscheinlich nie ein Teleskop haben werden, das ihre Struktur direkt sehen kann", erklärt der Erstautor der aktuellen Studie José Muñoz.

Mehrere Quasare haben die Wissenschaftler um Muñoz auf diese Art untersucht. Vor allem Quasar HE 1104-1805 ließ sich dabei erstaunlich genau abbilden, als Gravitationslinsen dienten die Sterne der Galaxie [WKK93] G. So ließ sich die Akkretionsscheibe von HE 1104-1805 vermessen. Zwischen vier und elf Lichttagen beträgt demnach ihr Durchmesser, das entspricht 100 bis 300 Milliarden Kilometern. Über die Farbe des Lichts an verschiedenen Stellen der Scheibe schlossen die Forscher außerdem auf die jeweilige Temperatur. Dabei fanden sie eine gute Übereinstimmung mit der bisherigen Theorie, nach der die Temperatur zum Zentrum der Scheibe hin zunimmt.

Laura Hennemann

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  • Quellen
Muñoz, J. A. et al.: A Study of Gravitational Lens Chromaticity with the Hubble Space Telescope. In: Astrophysical Journal, Dezember 2011.

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