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Freitag, 19.10.2018
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Hellster Quasar des Kosmos entdeckt

Enorm massereiches Schwarzes Loch leuchtet 700 Billionen Mal heller als die Sonne

Gigant des frühen Kosmos: Astronomen haben den bisher hellsten Quasar des Universums entdeckt – und einen der am schnellsten wachsenden. Das enorme Schwarze Loch liegt mehr als zwölf Milliarden Lichtjahre entfernt und stammt damit aus der Frühzeit des Kosmos. Trotzdem hat es bereits eine knapp 700 Billionen Mal stärkere Leuchtkraft als die Sonne und umfasst rund 20 Milliarden Sonnenmassen.
Quasare - quasistellare Objekte - sind supermassereiche Schwarze Löcher, die aktiv Materire einsaugen und deshalb enorme Energie in Form von Strahlung abgeben.

Quasare - quasistellare Objekte - sind supermassereiche Schwarze Löcher, die aktiv Materire einsaugen und deshalb enorme Energie in Form von Strahlung abgeben.

Quasare gehören zu den hellsten Objekten im Kosmos. Ihre Leuchtkraft verdanken diese aktiven Galaxienkerne einem supermassereichen Schwarzen Loch, das besonders aktiv ist: Es saugt enorme Mengen Materie in sich ein und gibt dabei Energie in Form von Strahlung ab. Das Überraschende jedoch: Solche "Massemonster" existierten offenbar schon weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall. Das bedeutet, dass sie extrem schnell gewachsen sein müssen. Wie und warum, ist bisher rätselhaft.

Heller als alle anderen


Jetzt haben Astronomen um Christian Wolf von der Australian National University in Canberra einen neuen Rekordhalter unter diesen frühen Riesen entdeckt. Der Quasar SMSS J2157-3602 liegt mehr als zwölf Milliarden Lichtjahre von uns entfernt und wurde bereits von den scharfen Teleskopaugen des europäischen Gaia-Satelliten erspäht. Mittels Spektralanalyse am australischen Siding Spring Observatory haben Wolf und seine Kollegen nun Näheres zu diesem Quasar ermittelt.

Das Ergebnis: Der ferne Quasar hat im ultravioletten bis optischen Wellenbereich die Leuchtkraft von 695 Billionen Sonnen. Damit strahlt er heller als alle bisher bekannten Objekte dieser Art, wie die Forscher berichten. "Wenn wir dieses Monster im Zentrum unserer Milchstraße hätten, würde es am Himmel zehnmal heller scheinen als der Vollmond", sagt Wolf. "Es würde fast alle Sterne am Himmel völlig überstrahlen."


Weil ein großer Anteil der Strahlung dieses Quasars energiereiche UV-Strahlen sind, wäre seine Nähe allerdings für uns absolut tödlich: "Wenn er im Zentrum unserer Milchstraße läge, würde dies das Leben auf der Erde unmöglich machen", so Wolf.

Rätsel um schnelles Wachstum


Doch das ist noch nicht alles: Das Schwarze Loch dieses Quasars ist zudem extrem massereich und schnell wachsend: Astronomen schätzen, dass SMSS J2157-3602 rund 20 Milliarden Sonnenmassen umfasst. Er gehört damit zu den frühen Riesen des Kosmos, über deren Entstehung und Wachstum Astronomen bis heute rätseln. Denn eigentlich hatten sie seit dem Urknall gar nicht genügend Zeit, um ihre gewaltigen Dimensionen zu erreichen.

"Wir wissen nicht, wie dieser Quasar im frühen Universum so schnell so groß werden konnte", sagt Wolf. Er und seine Kollegen ermittelten für SMSS J2157-3602 eine Wachstumsrate von rund einem Prozent pro einer Million Jahre. Das Schwarze Loch saugt damit alle zwei Tage eine Materiemenge von der Größe unserer Sonne ein.

Wichtige Rolle im frühen Kosmos


Astronomen gehen davon aus, dass diese aktiven Giganten eine entscheidende Rolle im noch jungen Universum spielten. Denn ihre intensive Strahlung könnte unter anderem die Reionisierung des Kosmos vorangetrieben haben – die Umwandlung zuvor neutraler Gaswolken in geladene Teilchen. "Durch die Ionisierung von Gasen halfen die schnellwachsenden supermassereichen Schwarzen Löcher, den 'Nebel' um sie herum zu klären und das Universum so transparenter zu machen", erklärt Wolf.


Doch die fernen Quasare sind auch für die heutige Astronomie wichtig. Denn wie kosmische Leuchttürme helfen sie dabei, die Ausdehnung des Universums einzuschätzen. Gleichzeitig liefern sie das Hintergrundlicht, das beispielsweise nähere Gaswolken durchstrahlt und so ihre chemische Zusammensetzung enthüllt. (Publications of the Astronomical Society of Australia, in press; arXiv:1805.04317)
(Australian National University, 16.05.2018 - NPO)
 
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