HUBBLE
Junge Sterne um einen Quasar
von Stefan Deiters
astronews.com
29. Oktober 2007

Welche Rolle spielen Kollisionen bei der Aktivierung von sogenannten Quasaren, also von supermassereichen Schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxien? Eine Forschergruppe meinte erst letzte Woche auf Hinweise gestoßen zu sein, dass der Einfluss von Kollisionen geringer sein könnte als angenommen. Ein anderes Team, das sich auf neue Hubble-Beobachtungen stützt, ist da anderer Ansicht.

Die gefundenen Schalen mit jüngeren Sternen um den Quasar MC2 1635+119. Um die Schalen sichtbar zu machen, wurden ihre Strukturen verstärkt. Foto: NASA, ESA und G. Canalizo (University of California, Riverside) [Weitere Ansichten]

Quasare sind gewaltige Schwarze Löcher im Zentrum von - meist entfernten - Galaxien, die mit einer so großen Rate das Material um sie herum verschlingen, dass ihre unmittelbare Umgebung so hell erscheint, dass die eigentliche Galaxie oft regelrecht überstrahlt wird. Doch durch welches Ereignis wird eigentlich ein Schwarzes Loch zu einem Quasar? Erst am Freitag  vergangener Woche berichteten wir bei astronews.com von neuen Erkenntnissen, nach denen Kollisionen von Galaxien dabei eventuell eine weniger wichtige Rolle spielen könnten als bislang angenommen.

Wie unklar die Lage aber derzeit ist, zeigen jetzt veröffentlichte Ergebnisse über die Hubble-Beobachtungen des Quasars MC2 1635+116: Die den Quasar umgebende Galaxie erschien lange als gewöhnliche elliptische Galaxie. Doch nun entdeckte eine Gruppe von Astronomen um Gabriela Canalizo von der University of California in Riverside in eigentümlichen Schalen angeordnete Sterne um das Zentrum der Galaxie, was nach ihrer Ansicht auf eine Kollision mit einer anderen Galaxie vor gar nicht so langer Zeit hindeutet.

Die Schlussfolgerung der Astromomen: "Unsere Beobachtungen liefern neue Hinweise darauf, dass Kollisionen und Verschmelzungen sehr wichtig sind, um Quasare anzuregen. Die meisten Quasare waren im jungen Universum aktiv. Damals war das Universum kleiner, also sind Galaxien auch häufiger kollidiert", so Canalizo. "Astronomen haben lange Zeit vermutet, dass Quasare durch bestimmte Wechselwirkungen angetrieben werden, durch die Gas in die Nähe der Schwarzen Löcher im Zentrum gelangt. Dieser Quasar ist nur zwei Milliarden Lichtjahre von uns entfernt und damit ein wunderbares Studienobjekt, um herauszufinden, wie weiter entfernte Quasare aktiviert werden."

Frühere Untersuchungen der Galaxie mit erdgebundenen Teleskopen ließen das System immer als ein normal aussehenden elliptische Galaxie erscheinen, die im wesentlichen über ältere Sterne verfügt. Erst Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop und weitere spektroskopische Analysen mit dem Keck-Teleskop auf Hawaii machten fünf Schalen aus hellen Sternen und weiterem Staub und Gas sichtbar, die den Wellenmustern gleichen, die entstehen, wenn man einen Stein in einen Teich wirft. Die am weitesten entfernte Schale liegt liegt etwa 40.000 Lichtjahre vom Zentrum der Galaxie entfernt.

"Dies ist die spektakulärste Galaxie mit solchen Schalen, die man bislang in dieser Entfernung gesehen hat", meint auch Teammitglied Francois Schweizer von den Carnegie Observatories im kalifornischen Pasadena. Die Schalen dürften, so die Ansicht der Astronomen, durch eine Kollision mit einer anderen Galaxie entstanden sein. Computersimulationen ergaben, dass diese kosmische Karambolage vor etwa 1,7 Milliarden Jahren stattgefunden haben muss. Die Verschmelzung an sich dauerte dann einige Hundert Millionen Jahre und sorgte für eine neue Phase von Sternentstehung.

Dieses Modell stimmt mit spektroskopischen Altersbestimmungen überein, die das Alter der neuen Sterne auf etwa 1,4 Milliarden Jahre schätzen. Die beobachteten Schalen bewegen sich nach außen. Die jüngeren Sterne werden sich so mit schon vorhandenen älteren Sternen vermischen, so dass sich die Schalen nach und nach auflösen dürften. "Es könnte sich also hier um eine Übergangsphase handeln, die nur 100 Millionen bis zu einer Milliarde Jahre dauert", so Canalizo. "Dass wir die Schalen beobachten konnten, zeigt uns, dass die Verschmelzung vor nicht allzu langer Zeit stattfand. Hubble hat also im richtigen Moment beobachtet."

Noch ist den Astronomen nicht klar, was für eine Art von Kollision vor 1,7 Milliarden Jahren stattfand: "Die Entstehung der Schalen und die Quasaraktivität könnte durch die Kollision von zwei großen Galaxien ausgelöst worden sein oder durch durch die Kollision einer großen mit einer kleineren Galaxie", erläutert Nicola Bennert von der University of California in Riverside. "Wir benötigen aber hochaufgelöste Spektren der Galaxie, um dies entscheiden zu können."

Die Arbeit der Astronomen ist Teil einer Untersuchung von fünf Galaxien in einer Entfernung von rund zwei Milliarden Lichtjahren, die alle einen Quasar enthalten und, so Canalizo, alle Spuren einer Kollision aufweisen. 14 weiteren Galaxien mit Quasaren sind derzeit in Arbeit. "Wir wollen nun herausfinden, ob die meisten Quasare in dieser Epoche ihre Aktivität nach Kollisionen und Verschmelzungen beginnen oder ob das nur in alten elliptischen Galaxien passiert, in denen zuvor lange Zeit nichts wirklich interessantes geschehen ist."