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HUBBLE
Die Heimatgalaxien von Quasaren
von Stefan Deiters
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20. März 2012

Mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble ist es Astronomen gelungen, Galaxien zu finden, in denen sich ein Quasar verbirgt, der das Licht entfernterer Galaxien verstärkt und verzerrt. Aus der Analyse dieser Gravitationslinsen erhoffen sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse über die Heimatgalaxien von Quasaren.

Quasare

Die drei entdeckten Quasare, die als Gravitationslinsen wirken. Die verstärkten und verzerrten Bilder einer entfernteren Galaxie sind jeweils mit Pfeilen markiert. Bild: NASA, ESA, und F. Courbin (EPFL, Schweiz)  [Großansicht]

Quasare gehören mit zu den hellsten Objekten im Universum und sind deswegen auch noch über große Distanzen zu erkennen. Sie erscheinen dabei punktförmig wie ein Stern - deswegen auch der Name Quasar, was eine Abkürzung für "quasistellares Objekt" ist.

Astronomen sind sich inzwischen sicher, dass es sich bei Quasaren um die Zentren aktiver Galaxien handelt, in denen ein supermassereiches Schwarzes Loch gerade mit einer hohen Rate Material verschlingt. Bevor dieses jedoch in der Schwerkraftfalle verschwindet, heizt es sich auf enorme Temperaturen auf, was die große Helligkeit erklärt.

In der Regel sind die Quasare so hell, dass sie den Rest ihrer Heimatgalaxie fast oder sogar vollständig überstrahlen. Damit lässt sich aber auch die Masse der Galaxie aus ihrer Gesamthelligkeit nicht ermitteln. Hier kommen nun die Gravitationslinsen ins Spiel: Entdeckt man nämlich eine Galaxie mit Quasar, die gleichzeitig als Gravitationslinse wirkt, lässt sich aus der Verstärkung und Verzerrung der Bilder einer weiter entfernten Galaxie auf die Masse des Linsensystems schließen.

Der Gravitationslinseneffekt beruht auf einer in Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie beschriebenen Eigenschaft von Masse: Diese kann den sie umgebenden Raum so krümmen, dass auch Lichtstrahlen dadurch abgelenkt werden. Große Massen können somit das Licht von direkt hinter ihnen liegenden Objekten ablenken und verstärken, so dass verzerrte Bilder des entfernten Objektes ring- oder bogenförmig um die Linse erscheinen.

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Frederic Courbin von der Ecole Polytechnique Federale de Lausanne und sein Team haben nun in 23.000 Spektren des Sloan Digital Sky Survey (SDSS), einer umfangreichen Himmelsdurchmusterung, nach Galaxien gesucht, die einen Quasar enthalten und gleichzeitig als Gravitationslinse wirken. Dabei fahndeten sie nach der spektralen Signatur von deutlich weiter entfernten Galaxien, die zufällig auf der gleichen Sichtlinie wie eine Vordergrundgalaxie liegen. Entsprechende Kandidaten wurden dann mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble unter die Lupe genommen, um nach den typischen Bögen und Ringen zu fahnden, durch die sich Gravitationslinsen verraten.

Und Courbin und seine Kollegen wurden tatsächlich fündig, wie die jetzt veröffentlichten Hubble-Bilder beweisen. Die ersten drei Objekte sind auch in einem Fachartikel beschrieben, der in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erscheint. Das Team plant nun, nach weiteren "Quasarlinsen" zu suchen, um für eine größere Zahl von Galaxien mit Quasaren Massenabschätzungen durchführen zu können. Diese Massen sollen dann mit der von Galaxien verglichen werden, in denen sich kein Quasar befindet.

Die Astronomen bauen dabei vor allem auf die zahlreichen geplanten oder schon laufenden großflächigen und detaillierten Himmelsdurchmusterungen, in denen sich unzählige Quasare finden lassen dürften, die dann nach Spuren des Gravitationslinseneffektes abgesucht werden können.

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siehe auch
Hubble: Blick auf die Scheibe um ein Schwarzes Loch - 4. November 2011
Links im WWW
Hubble Space Telescope, Seite der NASA
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
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