Aufnahme enthüllt Gas- und Staub um massereiches Schwarzes Loch Glühende Materiescheibe eines Quasars erstmals direkt beobachtet - scinexx | Das Wissensmagazin
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Aufnahme enthüllt Gas- und Staub um massereiches Schwarzes Loch

Glühende Materiescheibe eines Quasars erstmals direkt beobachtet

Diese Aufnahme zeigt zwei Bilder eines durch eine Gravitationslinse vergrößerten und verzerrten Quasars; weißlich ist zwischen beiden Bildern die Galaxie zu erkennen, die als Linse diente. © NASA, ESA, J.A. Muñoz / University of Valencia

Astronomen haben erstmals die glühende Materiescheibe eines weit entfernten Schwarzen Lochs direkt beobachtet. Mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble gelang ihnen der Blick auf die wirbelnde Gas- und Staubscheibe im Herzen eines sogenannten Quasars. Als Quasar oder quasistellares Objekt bezeichnen Astronomen extrem massereiche Schwarze Löcher, deren Materiescheibe so starke Strahlung aussendet, dass sie ähnlich hell leuchten wie Sterne.

Bisher galten Quasare als viel zu weit entfernt, um deren innere Struktur per Teleskop sichtbar machen zu können. „Typischerweise ist die Materiescheibe eines Quasars zwar mehrere Lichtjahre groß, aber sie liegt Milliarden von Lichtjahren entfernt“, sagt Studienleiter Jose Munoz von der Universität von Valencia in Spanien. Dadurch erscheine die Scheibe von der Erde aus gesehen viel zu winzig, um ihre Struktur erkennen zu können.

Größe der Materiescheibe ermittelt

Viele Eigenschaften von Quasaren seien daher noch unverstanden und kaum erforscht, sagen die Forscher. Das könne sich nun ändern. „Die Aufnahmen zeigen, dass wir jetzt erstmals Beobachtungsdaten über die Struktur solcher Systeme bekommen können, statt uns allein auf die Theorie verlassen zu müssen“, sagt Munoz. Das eröffne ganz neue Wege zur Erforschung dieser kosmischen Phänomene.

So habe man anhand der neuen Beobachtungsdaten erstmals die Größe der Materiescheibe messen können, berichten die Forscher im Fachmagazin „Astrophysical Journal“. Die Scheibe sei zwischen vier und elf Lichtjahre groß, das entspreche bis zu gut 100 Billionen Kilometern. Auch die Temperaturen in verschiedenen Teilen der glühenden Scheibe habe man bestimmen können.

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Galaxie als Vergrößerungsglas

Um trotz der gewaltigen Entfernung eine genaue Aufnahme einer Quasar-Materiescheibe zu erhalten, holten sich die Astronomen kosmische Hilfe: Sie nutzen die vergrößernde Wirkung einer großen, vor dem Quasar liegenden Galaxie. Die immense Schwerkraft einer solchen Sternenansammlung verzerrt das von der Materiescheibe ausgehende Licht und wirkt wie eine Lupe. Astronomen bezeichnen diesen Effekt auch als Gravitationslinse.

Dank dieser Methode habe man die Materiescheibe um das Schwarze Loch sichtbar machen können, sagen die Forscher. Die Gravitationslinse habe Licht aus verschiedenen Bereichen der glühenden Scheibe verstärkt. Die dabei erreichte Auflösung sei vergleichbar mit derjenigen, die man benötige, um von der Erde aus einzelne Staubkörner auf der Oberfläche des Mondes sichtbar zu machen.

Temperaturverteilung der Materiescheibe enthüllt

Aus den Wellenlängen des verstärkten Quasar-Lichts konnten die Astronomen auf die Temperaturverteilung der Materiescheibe schließen. Licht aus heißeren, inneren Bereichen sei weiter in den bläulichen Wellenbereich verschoben, kühlere Gebiete der Materiescheibe strahlten eher langwelligeres rotes Licht aus. (Astrophysical Journal, 2011; arXiv:1107.5932v1)

(Astrophysical Journal / dapd, 07.11.2011 – NPO)

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