Auf dem Astro-Bild der Woche ist ein weit entferntes, aber hochinteressantes Objekt zu sehen: der Quasar HE 1013-2136 inklusive seiner komplexen Umgebung. Der Quasar liegt ungefähr zehn Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung des Sternbildes Hydra (Wasserschlange).
Quasar. Der eine oder andere astronomisch interessierte Leser wird diesen Begriff hier oder an anderer Stelle schon einmal gelesen haben. Aber um was genau handelt es sich dabei eigentlich? Die Bezeichnung Quasar leitet sich von QUASi-stellAR ab und hat ihren Ursprung in den 1960er Jahren, als diese Objektklasse erstmals beobachtet wurde. Im engeren Sinn beschreibt sie kosmische Radioquellen, die allerdings punktförmig aussehen, also wie ein Stern – daher quasi-stellar. Der niederländisch-amerikanische Astronom Maarten Schmidt konnte im Jahr 1963 nachweisen, dass ein solches Objekt kein vergleichsweise naher Stern ist, sondern deutlich weiter entfernt liegt, indem er die Rotverschiebung des Objekts untersuchte.
Nachfolgende Beobachtungen grenzten die potenziellen Positionen und Distanzen dieser rätselhaften Objekte weiter ein und heute weiß man, dass Quasare die Kerne von aktiven Galaxien sind. Um in derart großen Entfernungen noch so hell leuchten zu können, müssen Quasare gewaltige Energiemengen freisetzen. Die Quelle dieser Energie ist ein supermassives Schwarzes Loch, das aktiv Materie in einer riesigen Akkretionsscheibe ansammelt und verschlingt. Während die Materie das Schwarze Loch umkreist und ihm dabei langsam immer näher kommt, heizt sie sich auf extrem hohe Temperaturen auf und beginnt, selbst Strahlung in verschiedenen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums zu emittieren. In den Phasen aktiver Materieakkretion verschlingt das supermassive Schwarze Loch im Zentrum des Quasars bis zu zehn Sonnenmassen pro Jahr, was sich im Laufe von vielen Millionen Jahren schnell aufsummiert und zu einen beträchtlichen Massenzuwachs führt.
Eine entscheidende Rolle bei diesem Akkretionsprozess, der die Aktivität des Schwarzen Lochs und des Quasars bestimmt, spielen offenbar gravitative Wechselwirkungen mit anderen massereichen Objekten in der näheren, intergalaktischen Umgebung, zum Beispiel Galaxien oder Zwerggalaxien. Das ist der Grund, warum dieser Quasar – wie eingangs erwähnt – hochinteressant für Astronomen ist: Er lässt gravitative Wechselwirkungen mit nahen Begleitobjekten erkennen und hilft den Wissenschaftlern dabei, die komplizierten Vorgänge zu entschlüsseln.
Die Aufnahme wurde mit dem FORS2-Instrument am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile gemacht und zeigt den Quasar und seine intergalaktische Nachbarschaft in der infraroten Wellenlänge von 768 Nanometern. Das Bild wurde digital bearbeitet, um die Einzelheiten besser hervorzuheben. Der Quasar selbst ist der helle Punkt in der Bildmitte. In der direkten Umgebung sind zwei ausgedehnte Gezeitenschweife zu sehen. Gezeitenschweife wie diese sind ein häufiges Merkmal interagierender Galaxien. Sie entstehen, wenn die aufeinander ausgeübten Gravitationskräfte große Mengen Materie (Gas, Staub, Sterne) aus den Galaxien herausreißen und sie zu länglichen Gebilden auseinanderziehen. Der untere Gezeitenschweif ist circa 150.000 Lichtjahre lang – das entspricht etwa dem 1,5-fachen Durchmesser unserer Milchstraßen-Galaxie.
Außerdem offenbaren die Infrarotbeobachtungen eine große, massereiche Materieansammlung fast direkt unterhalb des Quasars in der 5-Uhr-Position. Astronomen vertreten die Ansicht, dass dies möglicherweise eine kleine Begleitgalaxie darstellt, die nur ungefähr 20.000 Lichtjahre von dem Quasar entfernt liegt. Die gravitativen Interaktionen zwischen dem Quasar und dem begleitenden Objekt könnten dafür sorgen, dass riesige Mengen Materie in Form von Gas in das Zentrum des Quasars strömen und die dortige Aktivität aufrechterhalten. Die Untersuchung solcher Phänomene ist wichtig, um die Entwicklung von Galaxien und großräumigen Strukturen wie Galaxienhaufen im frühen Universum besser nachvollziehen zu können.
Eine größere Version der Aufnahme gibt es unter:
http://www.eso.org/public/archives/images/large/eso0122b.jpg
Anmerkung der Redaktion
Die anderen drei Vorschläge für das Astro-Bild der Woche waren:
Bild 2: Der Dreifach-Quasar QQQ 1429-008
Bild 3: Das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraßen-Galaxie zerreißt eine Gaswolke
Bild 4: Zwei interagierende Galaxien (IRAS 06035-7102)
(THK)
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