Hubble entdeckt den hellsten Quasar im frühen Universum

By Petra Wiesmayer

Das NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskop hat 12,8 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt den hellsten Quasar entdeckt, der je im frühen Universum gesehen wurde. Das Licht des Quasars begann seine Reise, als das Universum erst etwa eine Milliarde Jahre alt war, wodurch die Entdeckung auch einen Einblick in die Entstehung von Galaxien gibt.

Ein Quasar ist ein extrem heller Kern einer aktiven Galaxie, dessen Glühen durch ein supermassenreiches Schwarzes Loch erzeugt wird, das von einer Akkretionsscheibe umgeben ist. Gas, das vom Schwarzen Loch eingesogen wird, setzt riesige Mengen an Energie frei, die über alle Wellenlängen beobachtet werden kann.

Die Entdeckung des Quasars, der als J043947.08+163415.7 katalogisiert wurde, war kein Zufall. Ein internationales Team von Astronomen hat den Himmel 20 Jahre lang Stück für Stück abgesucht. Jetzt konnten die Wissenschaftler den Quasar mit Hilfe Daten des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops und aufgrund eines starken Gravitationslinseneffekts identifizieren. „In der Tat wurde der gesamte Himmel abgesucht, und zwar mit Hilfe von sogenannten Himmelsdurchmusterungen (Sky Surveys) in verschiedenen Wellenlängen“, bestätigt Dr. Fabian Walter vom Max Planck Institut für Astronomie in Heidelberg. „Es war keine Zufallsentdeckung sondern das Ergebnis langjähriger Suchen.“

Die Helligkeit des neu entdeckten Quasars entspricht etwa 600 Billionen Sonnen und das supermassenreiche Schwarze Loch ist mehrere hundert Millionen Mal so massenreich wie unsere Sonne. „Das ist etwas, wonach wir schon lange gesucht haben”, sagt Dr. Xiaohui Fan von der University of Arizona. „Wir erwarten nicht, dass es viele Quasare im ganzen beobachtbaren Universum gibt, die heller sind als dieser!”

Trotz seiner Helligkeit konnte Hubble den Quasar aber nur aufgrund seines Gravitationslinseneffekts erkennen, da genau zwischen dem Quasar und der Erde eine lichtschwache Galaxie liegt, die das Licht des Quasars ablenkt und es dreimal so groß und 50 mal so hell erscheinen lässt, wie es ohne die Wirkung des Gravitationslinseneffekts wäre.

Rückschlüsse auf die Rolle Schwarzer Löcher bei der Entstehung von Sternen

Anhand der Daten gesammelten konnten die Wissenschaftler erkennen, dass das supermassenreiche Schwarze Loch nicht nur Materie extrem schnell anreichert, sondern auch, dass der Quasar bis zu 10.000 Sterne pro Jahr produzieren kann. Aufgrund der verstärkenden Wirkung der Gravitationslinse könnte die tatsächliche Rate der Sternbildung allerdings auch wesentlich geringer sein. Übrigens, die Milchstraße produziert im Vergleich dazu jedes Jahr etwa einen neuen Stern.

„Seine Eigenschaften und seine Entfernung machen ihn zu einem erstklassigen Kandidaten, um die Entwicklung entfernter Quasare zu untersuchen, ebenso wie die Rolle, die supermassenreiche Schwarzer Löcher in ihren Zentren bei der Entstehung von Sternen hatten”, erklärt Walter und veranschaulicht, warum diese Entdeckung so wichtig ist. „Dadurch, dass die Quelle heller erscheint als sie ist (durch das ‘gravitational lensing’), können wir detailliertere Aussagen über die Eigenschaften der Quasare machen als sonst möglich wäre, bzw. wir könnten Rückschlüsse nur ziehen, wenn wir leistungsstärkere Teleskope hätten.“

Quasare wie J043947.08+163415.7 existierten während der Zeit der Reionisierungsepoche, also dem Zeitraum nach dem Urknall, in dem die Strahlung junger Galaxien und Quasare die neutralen die Wasserstoffwolken im Kosmos, die sich 400.000 Jahre nach dem Urknall abgekühlt hatten, wieder ionisierten. Was für die Entstehung der Quasare verantwortlich war und inwieweit sie bei der Bildung von Sternen im frühen Kosmos beteiligt waren, ist allerdings noch immer weitgehend unbekannt. Objekte wie dieser neu entdeckte Quasar könnten aber helfen, dieses Geheimnis zu lösen.

Bilder: ESA/Hubble