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QUASARE
Schwarzes Loch hilft bei Galaxiengeburt
von Stefan Deiters
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1. Dezember 2009

Was war zuerst da: die supermassereichen Schwarzen Löcher in den Zentren oder die sie umgebenden Galaxien? Für dieses kosmische "Henne und Ei"-Problem gibt es jetzt durch Beobachtungen am Very Large Telescope der ESO eine neue Lösung. Die Astronomen entdeckten nämlich ein Schwarzes Loch, das offenbar gerade dabei ist, eine Wirtsgalaxie entstehen zu lassen.

Quasar

Der Jet des Quasars könnte die Sternentstehung in einer Gaswolke angeregt haben (künstlerische Darstellung). Bild: ESO/L. Calçada

"Die 'Henne und Ei'-Frage, ob zuerst die Galaxie oder das Schwarze Loch existiert hat, ist heute eine der am meisten diskutierten Fragen der Astrophysik", erläutert David Elbaz vom französischen Service d’Astrophysique am CEA Saclay, der die Untersuchung leitete. "Unsere Daten deuten darauf hin, dass supermassereiche Schwarze Löcher die Entstehung von Sternen anregen können und sich somit praktisch ihre eigenen Wirtsgalaxien bauen. Dies könnte auch erklären, warum Galaxien mit mehr Sternen größere Schwarze Löcher haben."

Zu dem Ergebnis gelangten die Forscher durch Beobachtung des fünf Milliarden Lichtjahre entfernten Quasars HE0450-2958. Bei Quasaren handelt es sich um meist weit entfernte, aktive Kerne von Galaxien, die so hell sind, dass sie die sie umgebende Galaxie überstrahlen. Während man aber bei allen anderen Quasaren die jeweilige Wirtsgalaxie inzwischen entdecken konnte, gelang dies bei HE0450-2958 nicht (astronews.com berichtete).

Bislang hatte man vermutet, dass die Wirtsgalaxie des Quasars sich hinter großen Mengen aus Staub versteckt. Die Astronomen nutzten daher am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile ein Instrument, das im infraroten Bereich des Lichts beobachtet. "Eine Beobachtung in diesen Wellenlängenbereichen sollte es uns erlauben, den Staub aufzuspüren, hinter dem sich die Wirtsgalaxie versteckt", erklärt Knud Jahnke vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, der die Beobachtungen am VLT leitete. "Allerdings haben wir gar nichts gefunden. Stattdessen entdeckten wir, dass in einer anderen Galaxie in der Nähe, die auf den ersten Blick nichts mit dem Quasar zu tun hat, mit einer hohen Rate neue Sterne entstehen."

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Aus den Daten ergab sich bald ein ganz neues Bild auf das ferne System: Um das Schwarze Loch herum befinden sich keinerlei Sterne. Dafür gibt es in einer Galaxie in der Nähe extrem viele junge, helle Sterne und es bilden sich neue Sonnen mit einer Rate von 350 Sonnenmassen pro Jahr - das ist eine Hundert Mal höhere Rate als im lokalen Universum.

Es gibt, wie frühere Beobachtungen zeigten, sogar eine Verbindung zwischen dem Schwarzen Loch und der Galaxie: Der Quasar schießt mit einem Jet aus hochenergetischen Partikeln und Gas auf die Nachbargalaxie. Es könnte also sein, dass der Quasar auf diese Weise die Entstehung von Sternen anregt und die Galaxie ohne ihn gar nicht entstanden wäre. Nach diesem Modell würden Galaxien aus Gaswolken entstehen, die von dem Jet eines Quasars getroffen werden.

"Die beiden Objekte werden in Zukunft verschmelzen", ist Elbaz überzeugt. Schon jetzt beträgt die Entfernung zwischen beiden Systemen nur 22.000 Lichtjahre. "Noch ist der Quasar 'nackt', doch wird sich das ändern, wenn er mit der Galaxie verschmolzen ist. Dann wird er sich auch in einer Wirtsgalaxie befinden - wie alle anderen Quasare."

Das Modell, nach dem Galaxienentstehung durch die Jets von Schwarzen Löchern angeregt wird, könnte auch erklären helfen, warum die Masse von Schwarzen Löchern größer ist, wenn sie sich in Galaxien befinden, die mehr Sterne enthalten. Als nächsten Schritt wollen die Astronomen nun versuchen, ähnliche Objekte aufzuspüren. Eine neue Generation von Teleskopen, die im nächsten Jahrzehnt zur Verfügung stehen wird, sollte es zudem bald erlauben, noch deutlich mehr über die Verbindung von Schwarzen Löchern und der Entstehung von Galaxien im frühen Universum zu erfahren.   

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siehe auch
Schwarze Löcher: Kosmisches Henne-Ei-Problem gelöst? - 8. Januar 2009
Quasare: Schwarzes Loch ohne Heimat - 15. September 2005
Schwarze Löcher: Symbiose mit Wirts-Galaxie entdeckt - 17. Juli 2003
Links im WWW
ESO
Fachartikel in Astronomy & Astrophysics (pdf)
Preprint eines weiteren Fachartikel bei astro-ph
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