Direkt zum Inhalt

Kosmologie: Ein Quasar-Quartett im jungen Universum

Gleich vier Quasare in einem Raumvolumen von einer Million Lichtjahre Durchmesser stellen die Astronomen vor Rätsel. Es handelt sich nicht um eine Täuschung durch eine Gravitationslinse.
Junges schwarzes LochLaden...

Quasare sind die leuchtkräftigsten Quellen in unserem Universum und sie sind im Normalfall durch viele 100 Millionen Lichtjahre voneinander getrennt. Nun stieß ein Forscherteam um Joseph F. Hennawi vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg auf gleich vier Quasare, die sich in einem Gebiet mit einem Durchmesser von nur rund einer Million Lichtjahre befinden. Quasare, manchmal auch quasistellare Quellen genannt, sind die Kerne von Galaxien, in denen das zentrale, extrem massereiche Schwarze Loch große Mengen an Materie aufnimmt. Diese sammelt sich in einer Scheibe um das Schwarze Loch an und heizt sich dabei enorm auf. Dadurch leuchtet der Galaxienkern extrem hell. Er kann rund 100-mal so hell leuchten wie die restliche Galaxie mit ihren hunderten Milliarden Sternen.

Ein Quasar-Quartett im jungen UniversumLaden...
Ein Quasarquartett im jungen Universum | Die Positionen der vier Quasare sind durch Pfeile angezeigt. Der Nebel, in den die Quasare eingebettet sind, ist als bläuliches, durchscheinendes Gebilde zu sehen. Er hat eine Ausdehnung von rund einer Million Lichtjahren. Quasare und Nebel sind so weit von uns entfernt, dass ihr Licht rund zehn Milliarden Jahre benötigt hat, um Teleskope auf der Erde zu erreichen. Das Falschfarbenbild basiert auf Beobachtungen mit dem Zehn-Meter-Keck-Teleskop auf dem Gipfel des Mauna Kea in Hawaii.

Quasare sind eine recht kurze Phase der Entwicklung von jungen Galaxien und leuchten im Mittel nur rund zehn Millionen Jahre lang – bei einem mittleren Alter von rund zehn Milliarden Jahren also rund ein Promille. Daher schätzen die Forscher die Wahrscheinlichkeit, durch Zufall auf ein Quartett von Quasaren zu stoßen, auf 1 : 10 Millionen. Sie tauften daher ihren Fund auf den Namen "Jackpot-Nebel". Zuvor mussten sie ausschließen, nicht durch eine Gravitationslinse genarrt worden zu sein, die vier Bilder eines einzelnen Quasars durch Lichtbeugung erzeugt. Tatsächlich konnten die Astronomen nachweisen, dass es sich wirklich um vier individuelle Quellen in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander handelt.

Derzeit kennen wir rund eine halbe Million Quasare, darunter 100 Doppelquasare. Des Weiteren ist ein Tripelquasar bekannt, ein Quasarquartett war bislang unbekannt. Auf dessen Spur kamen die Forscher, als sie einen so genannten Lyman-Alpha-Nebel bei einer Rotverschiebung z = 2 untersuchten. Zu dieser Zeit war das Universum weniger als vier Milliarden Jahre alt. Das Licht von diesem Nebel benötigte somit rund zehn Milliarden Jahre, um zu uns zu gelangen. Der Nebel ist eine riesige, dichte Wolke aus vergleichsweise kühlem Wasserstoffgas und wird durch die enorme Strahlung der Quasare zum Leuchten im Licht der Lyman-Alpha-Strahlung im Ultravioletten angeregt. Die Forscher gehen davon aus, dass in diesem Nebel gerade ein Galaxienhaufen entsteht. Vier von den gerade entstehenden Welteninseln durchlaufen nun gleichzeitig ihr Quasarstadium.

In dem Nebel stehen die Protogalaxien dicht beieinander und beeinflussen sich wechselseitig mit ihrer Schwerkraft. Durch diese Gezeiteneffekte gelangen in den jungen Galaxien befindliche riesige Mengen an Gas und Staub zu den zentralen massereichen Schwarzen Löchern und stürzen schließlich in diese hinein. Allerdings gehen die Astrophysiker davon aus, dass sich Galaxienhaufen eher nicht in Lyman-Alpha-Nebeln mit ihrem relativ dichten und kühlen Gas bilden sollten. Die derzeitigen Erklärungsmodelle postulieren anhand von Computersimulationen, dass Galaxienhaufen während ihrer Entstehung eher von heißem und dünnem Gas umgeben sein sollten. Das Quasarquartett ist entweder eine ungewöhnliche Laune der Natur, oder die Modelle zur Beschreibung der Galaxienentstehung sind noch fehlerhaft.

20/2015

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 20/2015

Lesermeinung

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Lesermeinungen können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Partnervideos