Damit ermöglicht der Quasar einen Blick in die Frühzeit des Universums, das vor 13,8 Milliarden Jahren entstand, wie das Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) am Montag mitteilte.
Leuchtstarke Zentren von Galaxien
Die Forscherinnen und Forscher berichteten über die Entdeckung in der Fachzeitschrift „The Astrophysical Journal“. Quasare sind die leuchtstarken Zentren von Galaxien, die von supermassereichen Schwarzen Löchern angetrieben werden und aktiv Materie ansammeln. Obwohl sie bereits 1963 durch die Messung von Radiowellen entdeckt wurden, sind nur zehn Prozent der Quasare radiolaut – das heißt, sie leuchten bei Radiofrequenzen besonders hell.
Rätselhaft ist, wie dieser geringe Anteil zu erklären ist und ob er auch für die frühesten kosmischen Epochen gilt. Mit Hilfe verschiedener Teleskope entdeckten Astronomen und Astronominnen vom MPIA und der Europäischen Südsternwarte ESO nun den am weitesten entfernten bekannten radiohellen Quasar, der die Bezeichnung P172+18 trägt. Dieser Quasar ist eines der am schnellsten wachsenden supermassereichen Schwarzen Löcher. Er ist 300 Millionen massereicher als die Sonne und strahlt etwa 580 Mal so viel Energie aus wie unsere gesamte Milchstraße.
Zoom zum Quasar P172+18
Supermassereiche schwarze Löcher wie P172+18 ziehen benachbartes Gas an. Dieses wirbelt über eine Akkretionsscheibe mit hoher Geschwindigkeit in das Schwarze Loch hinein. Durch Reibung wird das Gas auf sehr hohe Temperaturen aufgeheizt, was zu einer Freisetzung intensiver UV-Strahlung führt. Magnetfelder erzeugen oberhalb und unterhalb der Akkretionsscheibe gebündelte Strahlen (Jets), die einen Teil des heißen, ionisierten Gases abtransportieren. Diese Jets sind eine Quelle für die starke Radioemission.
Rückschlüsse auf Frühphase des Universums
Das internationale Wissenschaftlerteam, dem die Entdeckung von P172+18 gelang, wurde geleitet von dem MPIA-Astrophysiker Eduardo Bañados und Chiara Mazzucchelli von der ESO in Chile, einer ehemaligen Doktorandin am MPIA. „Ich finde es sehr aufregend, zum ersten Mal neue Schwarze Löcher zu entdecken und einen weiteren Baustein zu liefern, um zu verstehen, wie das ursprüngliche Universum entstanden ist“, erklärte Mazzucchelli.
„Die Beobachtungen sind nicht nur dazu da, Entfernungsrekorde zu jagen“, hob Bañados hervor. Der MPIA-Wissenschaftler und Studienmitautor Jan-Torge Schindler erläuterte, entfernte radiolaute Quasare am Anfang der Entwicklung des Kosmos dienten „auch als Leuchtfeuer, um Material zu untersuchen, das zwischen der Erde und den Quasaren liegt“.
Da Gas seinen Fingerabdruck im Spektrum der Quasare hinterlässt, können die Astronominnen und Astronomen das Muster nutzen, um die Gasdichte und deren Verteilung im frühen Universum zu bestimmen.