Ferne Leuchtfeuer Quasare haben ein schweres Herz

Mit dem Chandra-Teleskop haben Forscher die fernsten bislang entdeckten Quasare untersucht. Die Leuchtfeuer aus der Jugend des Universums beherbergen offenbar Schwarze Löcher von enormer Masse.


Mit einer systematischen Suche haben sich Astronomen in immer größere Tiefen des Universums vorgearbeitet: Bei dem Forschungsprogramm Sloan Digital Sky Survey stießen sie zuletzt auf drei Quasare, die weiter von der Erde entfernt sind als alle anderen bekannten Himmelsobjekte dieser Art.

Chandra-Fotos der drei Rekordquasare: Mächtige Zentralobjekte
NASA/ CXC/ PSU/ N.Brandt et al.

Chandra-Fotos der drei Rekordquasare: Mächtige Zentralobjekte

Die extrem hellen Galaxienkerne strahlten ihr Licht gerade einmal eine Milliarde Jahre nach dem Urknall ab. Seither ist das Universum um weitere 13 Milliarden Jahre gealtert. Übertroffen werden die Quasare nur von einer kürzlich entdeckten Galaxie mit normaler Leuchtkraft, die Wissenschaftler nur aufgrund eines kosmischen Vergrößerungseffekts nachweisen konnten.

Die drei Quasare aus der Frühzeit des Universums haben Astronomen jetzt mit dem Weltraumteleskop Chandra genauer untersucht. Gleich vier Forscherteams analysierten die Röntgenbilder, die das Observatorium Ende Januar zur Erde gefunkt hatte. Die Ergebnisse sollen helfen, die Entstehung und Entwicklung von Galaxien und Schwarzen Löchern besser zu verstehen.

Zwar stimmen die verschiedenen Gruppen in ihren Schlussfolgerungen nicht völlig überein, in einem Punkt sind sie sich jedoch einig: Obwohl die Quasare noch relativ jung sind, bergen sie in ihrer Mitte offenbar Schwarze Löcher von ungeheurer Masse. Während Gas und Sterne um den dunklen Schlund wirbeln, senden sie verräterische Röntgenstrahlung aus.

Den Schätzungen zufolge wiegen die Zentralobjekte der fernen Quasare zwischen einer und zehn Milliarden Sonnenmassen. Der Materieschlucker, den Astronomen im Zentrum unserer Galaxis vermuten, ist im Vergleich ein Fliegengewicht: Er bringt wahrscheinlich gerade einmal drei Millionen Sonnenmassen auf die Waage.

Mit den Röntgenbeobachtungen wollen die Forscher herausfinden, wie sich die Galaxienkerne und ihre supermassiven Schwarzen Löcher im Laufe der Zeit entwickelten. Denn obwohl die Zentralobjekte einstiger Quasare noch existieren müssten, scheinen sie in ihrem Umfeld nicht mehr die damalige Leuchtkraft entwickeln zu können.

Vergleiche der drei Baby-Quasare mit betagteren Objekten führten jedoch zu unterschiedlichen Ergebnissen. Entgegen manchen theoretischen Vorhersagen kamen zwei Teams zu dem Schluss, dass die Rekordstrahler gar nicht so sehr aus dem Rahmen fallen: "Ausgehend von unserem bisherigen Wissen scheinen sich diese jungen Quasare nicht von ihren älteren Vettern zu unterscheiden", sagt die Astronomin Smita Mathur von der Ohio State University. "Ihr außergewöhnlichstes Merkmal ist vielleicht, dass sie so absolut gewöhnlich sind."

Jill Bechtold von der University of Arizona, die zusätzlich zu den drei Rekordhaltern noch 14 etwas näher gelegene Quasare untersuchte, ist da ganz anderer Meinung. Mit ihren Kollegen fand sie heraus, dass die entfernteren Leuchtfeuer einen kleineren Teil ihrer Strahlung im Röntgenbereich abgeben. Wie die Forscher annehmen, verfügen diese Quasare über mächtigere Zentralobjekte.

Die Wissenschaftler berufen sich auf Modellrechnungen, nach denen besonders massive Schlünde eher unauffällig strahlen: "Diese Theorie besagt, dass größere supermassive Schwarze Löcher schwächere Röntgenquellen sind als kleinere", sagt Bechtold. "Und genau das haben wir mit Chandra beobachtet."

Um die Evolution der kosmischen Vielfraße endgültig zu klären, sind allerdings noch weitere Beobachtungen nötig. Denen blickt Niel Brandt, der ebenfalls an der Auswertung der Chandra-Bilder beteiligt war, höchst optimistisch entgegen: "Die Resultate zeigen", so der Astronom von der Penn State University, "dass bei künftigen Röntgenuntersuchungen die ersten Schwarzen Löcher entdeckt werden könnten, die sich im Universum bildeten."



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