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Kosmologie: Staubschlucker-Vereinigung

Aus der Umlaufbahn blicken Forscher tiefer ins All als je zuvor und sehen mitunter mehr, als sie verstehen können. Zum Glück tragen schärfere Einblicke noch häufiger zum Verständnis bei - und können manchmal auch lang unbewiesene Theorien endgültig belegen.
Ein Quasar, künstlerischLaden...
Ach, der Laien-Sternfreund hat's schön: Beim nächtlichen Blick nach oben sind einfach Mond und Sterne zu sehen, wohl gruppiert in altvertrauten Konstellationen, vielleicht ist noch hie und da stürzende Sternschnuppe von kreisendem Satellit zu unterscheiden – fertig, die laue Sternguck-Sommernacht. Gut, man kann natürlich noch etwas genauer hinsehen, ein Fernglas mitführen und offene von geschlossenen Sternhaufen trennen, Kugelsternhaufen, Nebel und Galaxien sortieren oder womöglich Doppelsterne zu erspähen suchen. Mit zunehmendem Ehrgeiz und wachsendem observatorischen Instrumentarium geht das dann genauer und immer genauer. Und je tiefer der Blick ins Weltall geht, desto unübersichtlicher wird der Zoo der zu erspähenden kuriosen astronomischen Objekte.

Längst ausgestiegen ist der durchschnittlich belastbare Sommernachtssternfreund, wenn in tiefsten Tiefen des Universums bei verschiedenen Wellenlängen obskure Objekte mit merkwürdigen Bezeichnungen durchleuchtet werden – da blinken und funkeln, emittieren und absorbieren Dinge namens Blazar, Liner und ULIRG, Markarian- und Seyfertgalaxie oder BL Lac Objekt. Dies alles zu katalogisieren und dabei den Überblick zu behalten, ist nicht mehr ganz so einfach. Zeit also für ein paar vereinfachende Generalisierungen, um nicht ganz den Überblick zu verlieren.

Ein zentrales Schwarzes Loch mit Torus, Akkretionsscheibe und Jets – eine aktve GalaxieLaden...
Ein zentrales Schwarzes Loch mit Torus, Akkretionsscheibe und Jets – eine aktve Galaxie | Aktive Galaktische Kerne (active galactic nuclei, AGN), zu denen auch die Quasare zählen, bestehen aus einem sehr großen Schwarzen Loch, das von einer Akkretionsscheibe und einem ausgedehnten, optisch dichten Staubtorus umgeben ist und Jets nach außen schleudert.
Obige Exoten zum Beispiel gruppieren Vereinfacher unter den Astronomen als "Aktive Galaktische Kerne" (active galactic nuclei, AGN) – auch Quasare gehören dazu. Allen AGN gemein ist, dass sie sehr helle und aktive Galaxien sind, mit einem sehr massereichen Schwarzen Loch im Zentrum. Alle haben zudem, so die Theorie, genau drei weitere gemeinsame charakteristische Bausteine: eine Scheibe von angezogenem Material (die Akkretionsscheibe) um das Gravitationsmonster im Zentrum, einen ausgedehnten doughnutförmigen Staubtorus um beide herum sowie typische Jets, die aus den Polen herausgeschleudert werden. Ist dies alles mehr oder weniger vorhanden, dann wird aus dem aufgezählten quasarischen Objektzoo schlicht und einfach – ein AGN.

So weit, so gut. Vielleicht zu einfach? Bei aller Mühe zur unitaristischen Theorie ließen sich zwei große AGN-Unterabteilungen (AGN-Typ 1 und 2) denn doch nicht ganz zwanglos derselben Tiefraumobjekt-Schublade zuordnen: Typ 1 weist im optischen Wellenlängenspektrum eine breite Wasserstoff-Emissionsbande auf, die bei Typ 2 völlig fehlt. Dennoch seien beide Typen ein und dasselbe, meinten schon Forscher seit den 1980er Jahren – und stellten die sehr populäre, zunächst aber auch sehr unbewiesene vereinheitlichende AGN-Theorie auf. Nach ihr ist alles eine Frage des Standpunktes: Typ 1 ist einfach ein AGN, der von oben oder unten angeschaut wird, Typ 2 einer, auf den der irdische Blick von der Seite fällt.

Je nach Blickwinkel fällt das Licht vom AGN durch mehr oder weniger ausgedehnte Bereiche des optisch schwer durchdringlichen Staubtorus. Dies hat Folgen: Durchquert ein Lichtstrahl den aus Silikatstaub bestehenden Torus, wie beim Typ 2, so absorbieren die Silikate im infraroten Wellenlängenbereich bei 10 und 18 Mikrometern. Entsprechend brechen bei diesen Wellenlängen die auf der Erde wahrgenommenen Spektren ein. Nicht allein reine Theorie: Die staubbedingten Wellentäler im mittleren Infrarot werden genauso auch wirklich von Astronomen bei Typ-2-AGNs gemessen.

Fehlen eigentlich nur noch ein oder zwei letzte, leider hartnäckig ungefundene Beweise zur Bestätigung – und damit zum AGN-Typ 1. Gleicht der dem Typ 2, nur eben angeschaut von oben (oder unten), dann sollte – mangels verdüsterndem Staubtorus – kein Photon dieser Wellenlänge weggefiltert werden. Aber schade – genau das fand bislang kein einziger wissenschaftlicher AGN-Beobachter. Ein Knackpunkt der Theorie?

Nicht doch, beruhigen nun Lei Hao von der Cornell-Universität, die sich sechs verschiedene Typ-1-AGNs mit dem Infrarotauge des in der Erdumlaufbahn kreisenden Spitzer-Teleskopes sehr genau angesehen haben – und dabei tatsächlich stets die erwünschten Peaks im Spektrum bei 10- und 18-Mikrometer-Wellenlängen aufspürten. Bislang hatte offenbar einfach niemand ausreichend exakte Messdaten sammeln können, so die Wissenschaftler.

Also doch Ordnung im fernen Weltraum: Typ-1- und Typ-2-AGNs sind offiziell bestätigt eng verwandte Objekte mit Schwarzem Riesenloch und Staubtorus, die nur in unterschiedlichen Perspektiven angesehen werden. Schade fast, dass der Normalsterbliche an Loch, Torus, Akkretionsscheibe und Jets der Einheits-AGNs nie nah genug herankommen wird, um sie in ein Sommernachtssternspektakel einzubauen.
08.06.2005

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 08.06.2005

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