Hellster Leuchtturm des frühen Kosmos - wissenschaft.de
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Astronomie+Physik

Hellster Leuchtturm des frühen Kosmos

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Ein Quasar mit einem supermassereichen Schwarzen Loch (Zhaoyu Li, Shanghai Astronomical Observatory)
Quasare sind die hellsten Leuchttürme des Kosmos. Das Licht dieser aktiven Schwarzen Löcher im Herzen von fernen Galaxien überbrückt selbst Milliarden Lichtjahre. Jetzt haben Astronomen den mit Abstand hellsten Quasar des frühen Universums entdeckt. Er entstand, als das Universum erst 900 Millionen Jahre alt war und leuchtet 420 Billionen Mal so hell wie die Sonne. Das Schwarze Loch dieses Quasars ist 4.000 Mal massereicher als das im Zentrum unserer Milchstraße. Und genau das ist das Erstaunliche daran. Denn woher diese ganze Masse stammte, in einer Zeit, in der gerade einmal die ersten Sterne und Galaxien entstanden, ist bisher unklar.

Quasare erhalten ihre Leuchtkraft durch die Materie, die das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum dieser Galaxien verschluckt. Die dabei freigesetzte Strahlung und Energie macht sie zu kosmischen Leuchtbarken. Dass es diese Objekte auch schon im frühen Universum gab, belegen die rund 40 bisher entdeckten sehr alten Quasare. Durch die Ausdehnung des Universums hat ihr Licht eine Rotverschiebung von mehr als 6, sie liegen mehr als 12 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt.  Um noch mehr solcher Quasare zu finden, haben Xue-Bing Wu von der Universität Peking und seine Kollegen Daten des Sloan Digital Sky Survey (SDSS) und des WISE-Satelliten der NASA mit Hilfe neuer Auswertungsmethoden  durchsucht. Und tatsächlich wurden sie fündig: Sie stießen auf einen Quasar, dessen Rotverschiebung bei 6,3 lag, wie nachfolgende Beobachtungen und Spektralmessungen mit verschiedenen großen Teleskopen bestätigten.

Einzigartiger Fund

Der neuentdeckte Quasar mit der Bezeichnung SDSS J0100+2802 liegt 12,8 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt. Er stammt damit aus einer Zeit, in der das Universum erst rund 900 Millionen Jahre alt war, wie die Astronomen berichten. Seine Besonderheit aber liegt in seiner enormen Helligkeit: Seine Leuchtkraft ist 420 Billionen Mal höher als die unserer Sonne und sieben Mal heller als die des bisher entferntesten bekannten Quasars. „Dieser Quasar ist einzigartig“, sagt Wu. „Dass es einen so hellen und massereichen Quasar schon rund 900 Millionen Jahre nach dem Urknall gab, ist aufregend.“ Aus ihren Messungen schließen die Forscher, dass das Schwarze Loch des Quasars ebenfalls alles andere als durchschnittlich ist: Es umfasst rund 12 Milliarden Sonnenmassen. Das Schwarze Loch im Herzen unserer Milchstraße hat dagegen gerade einmal 3 Millionen Sonnenmassen. Damit sind Quasar und Schwarzes Loch die massereichsten und hellsten, die man jemals bei Rotverschiebungen größer als 6 entdeckt hat, wie die Astronomen berichten.

Große Masse gibt Rätsel auf

Die Entdeckung eines so massereichen Ensembles aus der Zeit so kurz nach dem Urknall gibt den Astronomen allerdings auch Rätsel auf: „Wie konnten supermassereiche Schwarze Löcher so schnell heranwachsen – in einem noch so jungen Universum?“, fragt Koautor Xiaohui Fan von der Universität Peking. Schwarze Löcher dieser Größe waren bisher nur aus deutlich näheren Regionen des Kosmos bekannt. 900 Millionen Jahre nach dem Urknall waren die meisten bisher bekannten Galaxien zudem noch nicht so massereich, denn die Ära der ersten Sternbildung lag nach astronomischen Maßstäben nicht lange zurück. „Dieser Fund deutet möglicherweise darauf hin, dass die Schwarzen Löcher der frühen Quasare damals schneller wuchsen als ihre umgebenden Galaxien“, mutmaßt Seniorautor Yuri Beletsky vom Las Campas Observatory im chilenischen La Serena.

Die Astronomen hoffen nun, mit Hilfe dieses extrem leuchtstarken Quasars und seines Schwarzes Lochs mehr darüber herauszufinden, wie Galaxien und ihre Schwarzen Löcher in der Frühzeit des Kosmos heranwuchsen und sich entwickelten. „Wie ein heller Leuchtturm im fernen Universum wird uns sein Licht dabei helfen, mehr über das frühe Universum herauszufinden“, so Wu. Als nächstes wollen die Forscher den neuen Quasar mit Hilfe des Hubble Weltraumteleskops und dem Chandra-Röntgenteleskops untersuchen.

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Quelle:

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar
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