News: Rasantes Wachstum
Quasare sind extrem massereich und entstanden bereits zu einer Zeit, als das Universum gerade erst eine Milliarde Jahre alt war. Jetzt lassen erstmals Beobachtungsdaten darauf schließen, wie Quasare so rasch an Masse zulegen konnten.
Quasare - oder quasi-stellar objects - sind nicht nur die hellsten, sondern auch die ältesten Objekte im All. Es handelt sich dabei um winzige, nur einige Lichttage oder Lichtwochen große Galaxien, in deren Mitte extrem massereiche Schwarze Löcher sitzen. Einige Milliarden Sonnenmassen können darin gebunden sein und lassen den Quasar einige hundertmal so viel Energie abstrahlen wie "normale", zig Tausend Lichtjahre durchmessende Galaxien.
Wie sich solche Galaxien entwickelten - zumal in der kurzen Zeit, in der das Universum gerade erst eine Milliarde Jahre alt war -, darüber gibt es viele Ansichten und wenig Erklärungen. Immerhin lassen mehrere Computersimulationen vermuten, dass jene Quasare, wie unsere Milchstraße übrigens auch, von einem massereichen Halo aus der ominösen dunklen Materie umgeben sind.
Doch wenn dem wirklich so ist, und wenn die ungemein massereichen Quasare in so kurzer Zeit entstanden, dann müsste sich in dem Lichtspektrum der hellen Objekte ein ganz charakteristisches Merkmal finden. Auch das sagen Modelle voraus - und zwar in diesem Fall die von Rennan Barkana von der Tel Aviv University und seinem Kollegen Abraham Loeb von der Harvard University im amerikanischen Cambridge.
Die beiden Forscher waren nach ihren Simulationen zur Entstehung von Quasaren zu dem Schluss gekommen, dass die Gasmassen extrem schnell in das Schwarze Loch stürzen mussten und deshalb zu dem raschen Massenzuwachs der Schwarzen Löcher führten. Bei ihrer Passage durch den Halo musste zudem Folgendes geschehen: Wegen der Ionisierung der einstürzenden Gasmassen würden die Linien des Wasserstoffs im Spektrum des von dem Quasar ausgesandten Lichtes eine typische zweigipfelige Form annehmen.
Und genau diese Doppelspitze hatte sich bereits in den Spektren zweier Quasare gezeigt, die kürzlich im Rahmen des Sloan Digital Sky Survey (SDSS) vermessen worden waren.
So ganz falsch konnten die Forscher mit ihrem Modell zur Quasarenentstehung also nicht liegen, und so ergaben sich schließlich auch andere Erkenntnisse, etwa über die Masse des Quasars, die Geschwindigkeit seines Wachstums und die Größe seines Halo.
Demnach verfügen jene beiden SDSS-Quasare in ihren Zentren über Schwarze Löcher mit 108 bis 109 Sonnenmassen und sind umgeben von Halos, in denen um die 1012 Sonnenmassen vereint sind. Und zu guter Letzt: Diese Quasare waren wirklich so schnell gewachsen, dass sie ohne weiteres in nur einer Milliarde Jahre ihre jetzige Größe erreichen konnten.
Jetzt hoffen die Forscher inständig, dass sich diese charakteristische zweigipfelige Wasserstofflinie auch bei anderen Quasaren findet. Denn dann beruhen die Modelle zur Entstehung dieser Galaxien aus der Frühzeit des Universums zum ersten Mal nicht allein auf theoretischen Annahmen, sondern ein wichtiges bisschen auch auf richtig gemessenen Daten.
Wie sich solche Galaxien entwickelten - zumal in der kurzen Zeit, in der das Universum gerade erst eine Milliarde Jahre alt war -, darüber gibt es viele Ansichten und wenig Erklärungen. Immerhin lassen mehrere Computersimulationen vermuten, dass jene Quasare, wie unsere Milchstraße übrigens auch, von einem massereichen Halo aus der ominösen dunklen Materie umgeben sind.
Doch wenn dem wirklich so ist, und wenn die ungemein massereichen Quasare in so kurzer Zeit entstanden, dann müsste sich in dem Lichtspektrum der hellen Objekte ein ganz charakteristisches Merkmal finden. Auch das sagen Modelle voraus - und zwar in diesem Fall die von Rennan Barkana von der Tel Aviv University und seinem Kollegen Abraham Loeb von der Harvard University im amerikanischen Cambridge.
Die beiden Forscher waren nach ihren Simulationen zur Entstehung von Quasaren zu dem Schluss gekommen, dass die Gasmassen extrem schnell in das Schwarze Loch stürzen mussten und deshalb zu dem raschen Massenzuwachs der Schwarzen Löcher führten. Bei ihrer Passage durch den Halo musste zudem Folgendes geschehen: Wegen der Ionisierung der einstürzenden Gasmassen würden die Linien des Wasserstoffs im Spektrum des von dem Quasar ausgesandten Lichtes eine typische zweigipfelige Form annehmen.
Und genau diese Doppelspitze hatte sich bereits in den Spektren zweier Quasare gezeigt, die kürzlich im Rahmen des Sloan Digital Sky Survey (SDSS) vermessen worden waren.
So ganz falsch konnten die Forscher mit ihrem Modell zur Quasarenentstehung also nicht liegen, und so ergaben sich schließlich auch andere Erkenntnisse, etwa über die Masse des Quasars, die Geschwindigkeit seines Wachstums und die Größe seines Halo.
Demnach verfügen jene beiden SDSS-Quasare in ihren Zentren über Schwarze Löcher mit 108 bis 109 Sonnenmassen und sind umgeben von Halos, in denen um die 1012 Sonnenmassen vereint sind. Und zu guter Letzt: Diese Quasare waren wirklich so schnell gewachsen, dass sie ohne weiteres in nur einer Milliarde Jahre ihre jetzige Größe erreichen konnten.
Jetzt hoffen die Forscher inständig, dass sich diese charakteristische zweigipfelige Wasserstofflinie auch bei anderen Quasaren findet. Denn dann beruhen die Modelle zur Entstehung dieser Galaxien aus der Frühzeit des Universums zum ersten Mal nicht allein auf theoretischen Annahmen, sondern ein wichtiges bisschen auch auf richtig gemessenen Daten.
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