EUCLID
Die Heimatgalaxie eines weit entfernten Quasars
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie
astronews.com
6. Juli 2026

Mit dem ESA-Weltraumteleskop Euclid hat ein neues Kapitel der Erforschung früher Quasare und ihrer Heimatgalaxien begonnen. Jetzt beobachtete ein Team nämlich eine der Entdeckungen von Euclid im Submillimeterbereich und konnte so die Heimatgalaxie eines der frühesten bekannten supermassereichen Schwarzen Löcher im Universum näher untersuchen.

Künstlerische Darstellung des frühen Quasars mit seiner Heimatgalaxie, in der große Mengen an neuen Sternen entstehen. Bild: T. Müller, HdA / MPIA [Großansicht]

Aktive Galaxienkerne, insbesondere sogenannte Quasare, sind für einige der hellsten Leuchterscheinungen verantwortlich, die die Astronomie am Himmel beobachtet. "Antrieb" für die enorme Leuchtkraft ist dabei jeweils Materie, die auf ein zentrales supermassereiches Schwarzes Loch fällt, also auf ein Schwarzes Loch mit Millionen, Milliarden oder sogar noch mehr Sonnenmassen. Solche supermassereichen Schwarzen Löcher kommen in so gut wie allen Galaxien vor. Der Energieausstoß beeinflusst dabei die Sternentstehung der umgebenden Galaxie – ein Effekt, der bei den massereichsten Galaxien besonders stark ausgeprägt ist. Der aktive Galaxienkern hemmt Sternentstehung, indem er das Gas, das den Rohstoff für neue Sterne bildet, erhitzt. Er kann aber auch dazu beitragen, jenes Gas zu verdichten, und die Sternentstehung damit zu fördern.

Die Entstehung der ersten Galaxien und ihrer zentralen Schwarzen Löcher ist ein hoch aktives Forschungsgebiet. Ein wichtiger Teil des Puzzles ist dabei die Suche nach den ersten Quasaren, und die Untersuchung ihrer Heimatgalaxien. Allerdings ist solch ein Blick in die Vergangenheit immer eine Herausforderung: Wir sehen Objekte genau dann so, wie sie im frühen Universum waren, wenn ihr Licht besonders lange benötigt hat, um uns zu erreichen. Zeigt uns das Licht, das heute unsere Teleskope erreicht, uns einen Quasar so, wie er vor 13,4 Milliarden Jahren war, dann liegt das schließlich daran, dass jenes Licht 13,4 Milliarden Jahre gebraucht hat, um von jenem Quasar zu unseren Teleskopen zu gelangen.

Über so große Entfernungen beobachtet erscheinen selbst von Natur aus extrem helle Objekte wie Quasare vergleichsweise leuchtschwach. Am einfachsten zu beobachten sind naturgemäß besonders helle Exemplare – aber dass ein Quasar extrem hell ist, bedeutet gleichzeitig, dass er nicht repräsentativ für die Population der Quasare insgesamt sein dürfte. Und genau hier kann das ESA-Weltraumteleskop seine Stärken ausspielen: als besonders guter "Quasar-Finder" im frühen Universum – eine beachtliche Leistungsfähigkeit, die durch Nachbeobachtungen mit bodengestützten Teleskopen bestätigt wird.

Eduardo Bañados, Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) und von 2022 bis 2025 Co-Leiter der Quasar-Gruppe für Euclid, sagt: "Zu sehen, wie Euclid sein Potenzial ausschöpft, ist ungemein befriedigend. Aber es kommt noch besser: Zum ersten Mal können wir gewöhnliche, typische Quasare im frühen Universums untersuchen, nicht nur außergewöhnlich helle. Das liefert Informationen darüber, wie der Großteil der frühen Schwarzen Löcher gewachsen ist – und wie diese Schwarzen Löcher ihre Heimatgalaxien beeinflusst haben." Nach nur 1,5 Jahren Beobachtungszeit hat Euclid die Zahl der bekannten frühen Quasare von neun auf 21 bereits mehr als verdoppelt. Innerhalb weniger Monate konnte Euclid den Rotverschiebungsrekord für Quasare dabei nicht nur einmal, sondern gleich zweimal brechen!

Für einen jener gewöhnlichen frühen Quasare konnten Silvia Belladitta vom MPIA und ihr Team die Heimatgalaxie genauer unter die Lupe nehmen. Der Quasar trägt die Bezeichnung EUCL J125308.55+705432.3. Was uns heute an Licht von diesem Quasar erreicht, wurde vor 13 Milliarden Jahren ausgestrahlt, ganze 800 Millionen Jahre nach dem Urknall. Der Quasar ist im UV-Bereich nur rund 15 % so hell wie frühere Quasare, die den Rekord bei der Rotverschiebung hielten.

Für ihre Beobachtungen der Heimatgalaxie nutzten die Astronominnen und Astronomen das NOEMA-Antennenfeld (NOrthern Extended Millimeter Array) auf dem Plateau de Bure in den französischen Alpen. Die zwölf 15-Meter-Antennen von NOEMA werden so zusammengeschaltet, dass sie wie ein einzelnes, deutlich größeres Teleskop agieren. Mit diesem Verbund beobachtete man die Heimatgalaxie bei zwei sorgfältig ausgewählten Submillimeter-Wellenlängen.

Die erste Art von Licht heißt in der Astronomie [CII]-Linie. Solches Licht entsteht in Molekülwolken, in denen gerade neue Sterne entstehen. Aus der Helligkeit jener Linie kann man daher auf die Sternentstehungsrate einer Galaxie schließen. Das Licht ermöglicht zudem eine Massenschätzung: Die meisten von uns haben schon direkt erlebt, wie sich das "Tatü-Tata" eines Einsatzfahrzeugs verändert, wenn das Fahrzeug an uns vorbeifährt. Bewegung beeinflusst die Wellenlänge von Wellen. In einer Art Umkehrschluss lässt sich aus der Form der [CII]-Linie rekonstruieren, wie sich das Gas in der betreffenden Galaxie bewegt. Das wiederum erlaubt eine Abschätzung der Masse jener Galaxie.

Die zweite Art von Submillimeter-Licht, die Belladitta und ihr Team untersucht haben, ist die Wärmestrahlung des kalten Staubs in einer Galaxie. Die Intensität dieses Lichts lässt Rückschlüsse darauf zu, mit wie viel Staub wir es in jener Galaxie zu tun haben. Die Menge an Staub wiederum hängt typischerweise mit der Menge an molekularem Wasserstoff in einer Galaxie zusammen, dem Ausgangsmaterial für die Sternentstehung – und die Beobachtungen zeigen, dass jene Galaxie offenbar viel Staub und damit molekularen Wasserstoff besitzt!

Aus ihren Beobachtungen konnten Belladitta und ihren Kolleginnen und Kollegen wichtige Eigenschaften der Galaxie rekonstruieren, in der sich der Quasar befindet. In jener Galaxie entstehen offenbar jedes Jahr neue Sterne mit einer Gesamtmasse von mehr als 250 Sonnenmassen pro Jahr. Im Vergleich mit rund einer Sonnenmasse an neuen Sternen pro Jahr in unserer Milchstraße ist das viel. Die hohe Sternentstehungsrate kommt angesichts früherer Beobachtungen an weniger weit entfernten Quasaren aber nicht unerwartet. Die Masse der Galaxie ergibt sich zu rund zehn Milliarden Sonnenmassen. Das ist rund ein Zehntel der Masse unserer Milchstraße, und passt zu einer frühen Galaxien, die den Großteil ihres Wachstums erst noch vor sich hat.

"Wir haben eine Galaxie gefunden, die alle Zutaten dafür besitzt, einmal zu einem wirklich großen Exemplar zu werden: Sie ist so massereich wie die Heimatgalaxien der hellsten frühen Quasare, und sie enthält ein riesiges Reservoir an molekularem Gas, das intensive Sternentstehung ermöglicht", erläutert Belladitta, die neue Co-Leiterin der Quasar-Arbeitsgruppe von Euclid. "Das eröffnet eine faszinierende Möglichkeit: UV-schwache Quasare wie EUCL J125308.55+705432.3 befinden sich möglicherweise in einem anderen Entwicklungsstadium als ihre leuchtkräftigeren Verwandten. Entweder wächst das Schwarze Loch bei ihnen langsamer als bei den hellsten Quasaren, oder aber ein Großteil ihrer Aktivität ist hinter dichten Staubwolken verborgen. Welche dieser Möglichkeiten zutrifft, müssen wir jetzt mithilfe zukünftiger Beobachtungen herausfinden."

Für unser Gesamtbild der Galaxienentwicklung sind das einzelne Puzzleteile, aber es sind durchaus wichtige Puzzleteile, die der Astronomie zudem sagen, was es als Nächstes zu untersuchen gilt. Die vollständige, auf sechs Jahre angelegte Himmelsdurchmusterung mit Euclid dürfte Hunderte weiterer früher Quasare dieser Art finden. Folgebeobachtungen wie die von Belladitta und ihrem Team werden dazu jeweils Informationen über Sternentstehungsraten und Galaxienmassen liefern. Damit dürfte nach und nach ein immer vollständigeres Bild der frühesten Galaxien und supermassereichen Schwarzen Löcher im Universum entstehen. Entsprechend detailreicher dürfte unser Bild von der Entstehung und Entwicklung der frühesten Galaxien – und damit einer wichtigen Voraussetzung für unsere eigene Existenz – werden.

Die Ergebnisse von Belladitta und ihrem Team und auch die Ergebnisse der Euclid-Quasar-Suche wurden in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.