Metallisches Leuchten: Eisenhaltiger Quasar gibt Rätsel auf

Deutsche Forscher haben im frühen Universum eine mysteriöse Eisenfabrik entdeckt. Aus bislang ungeklärten Gründen enthält ein ferner Quasar deutlich mehr Metall als er eigentlich dürfte.

In einem Quasar haben Wissenschaftler ungewöhnlich große Metallmengen nachgewiesen: Das weit entfernte Objekt hat einen etwa dreimal höheren Eisenanteil als unser Sonnensystem, berichtet das Team um Günther Hasinger vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in der Fachzeitschrift "Astrophysical Journal Letters" vom 10. Juli.

"XMM-Newton"-Aufnahme von APM 08279+5255: Auffälliger Eisenanteil

Foto: ESA / Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik

Zusammen mit Stefanie Komossa, ebenfalls vom Garchinger Institut, und Norbert Schartel von der Europäischen Raumfahrtagentur Esa hatte Hasinger den Quasar APM 08279+5255 untersucht. Sein Spektrum, aufgenommen mit dem Röntgensatelliten "XMM-Newton", zeigte eine charakteristische Delle. Diese geht auf eisenhaltige Materie zurück, die aus dem Kern des Quasars strömt und einen Teil seiner Strahlung absorbiert.

Quasare sind aktive Galaxienkerne in mehreren Milliarden Lichtjahren Entfernung. Nur aufgrund ihrer enormen Leuchtkraft - das jetzt studierte Objekt zählt zu den hellsten des Universums und gibt über eine Billiarde Mal mehr Energie ab als unsere Sonne - lassen sie sich überhaupt beobachten. Die intensive Strahlung wird wahrscheinlich von heißen Gasmassen ausgesandt, die in ein zentrales Schwarzes Loch stürzen.

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Wegen ihrer großen Distanz sind Quasare zugleich Boten aus der Frühzeit des Weltalls. Das Licht, das Hasinger und seine Kollegen aufgezeichnet haben, verließ den Quasar APM 08279+5255 Schätzungen zufolge rund 1,5 Milliarden Jahre nach dem Urknall. Unser Sonnensystem bildete sich dagegen erst zu einem Zeitpunkt, als das Universum bereits rund neun Milliarden Jahre alt war.

Genau dieser zeitliche Abstand lässt aber den Metallgehalt des Quasars rätselhaft erscheinen. Denn nach der allgemein akzeptierten Theorie entstanden die schweren Elemente, aus denen zum Beispiel auch die Erde besteht, erst im Glutofen explodierender Sterne. Von diesen so genannten Supernovae wurden Eisen und andere Stoffe im Verlauf von Jahrmilliarden im Weltall verteilt und angereichert.

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Der auffällige Eisenanteil des Quasars - andere Elemente wie etwa Sauerstoff machen sich kaum bemerkbar - zu so einem frühen Zeitpunkt lässt sich selbst durch extrem häufige Supernova-Explosionen kaum erklären. Womöglich gibt es, so spekulieren die Forscher, noch eine andere, effizientere Art der Eisenproduktion. Oder das Universum war zu der Zeit, als der Galaxienkern sein Licht abstrahlte, bereits viel älter als bisher angenommen.

Die Fragen, die APM 08279+5255 aufwirft, könnten durch die Beobachtung weiterer Quasare beantwortet werden. Allerdings lassen sich mit "XMM-Newton" nur die leuchtstärksten dieser Objekte studieren. Die Astronomen hoffen deshalb auf das mögliche europäische Nachfolgeobservatorium "Xeus" ("The X-ray Evolving Universe Spectroscopy Mission"), das 200-mal empfindlicher sein soll als der derzeitige Röntgensatellit.