In den fast sechs Jahrzehnten seit der Entdeckung der Quasare ist die Liste dieser energiereichen Galaxien, die von supermassiven Schwarzen Löchern angetrieben werden, auf mehr als 100.000 Exemplare angewachsen – das ist genug, um wichtige Informationen über die Quasar-Population als Ganzes zu liefern. Aber Bemühungen für die Durchführung einer Bestandsaufnahme dieser gewaltigen Objekte wurden von einem grundlegenden Problem eingeschränkt: Obwohl Quasare hell sind, befinden sie sich auch Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Genau wie Sterne am irdischen Himmel, können die nächstgelegenen Quasare gesehen werden, wenn sie leuchtschwach sind, während die ältesten und entferntesten nur dann beobachtet werden können, wenn sie hell leuchten. Astrophysiker müssen daher eine Stichprobe mit großen Unterschieden zwischen den einzelnen Exemplaren untersuchen, was Entfernung, Alter, Helligkeit und den Typ der emittierten Strahlung betrifft.
Astrophysiker vom Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, einem unabhängigen Institut der Stanford University, haben einen Weg gefunden, um diese Beschränkungen zu bewältigen: Sie verbesserten einen Algorithmus, der auf wichtige Gemeinsamkeiten einer Objektpopulation abzielt. Dabei berücksichtigt er die Begrenzungen und Abweichungen von Beobachtungen in verschiedenen Bereichen der elektromagnetischen Strahlung, beispielsweise optischem Licht oder Radiowellen – zwei der wichtigsten Wellenlängen bei der Untersuchung von Quasaren. Damit warfen die Forscher neues Licht auf eine umstrittene Frage: Gibt es zwei Typen von Quasaren, von denen einer im Radiobereich „lauter“ ist als der andere, oder gibt es nur einen Typ mit Emissionen, die über das gesamte elektromagnetische Spektrum hinweg variieren?
Eine kürzlich im The Astrophysical Journal veröffentlichte Studie zeigt, wie das Team einen Algorithmus verbesserte, der vor mehr als einem Jahrzehnt von Vahe Petrosian und Bradley Efron, einem angesehenen Statistik-Professor der Stanford University, entwickelt wurde. Zu dem Team gehören unter anderem Jack Singal vom KIPAC, das erwähnte KIPAC-Mitglied und Stanford-Professor Vahe Petrosian und der KIPAC-Absolvent Lukasz Stawarz.
Nach der Überprüfung ihres Algorithmus mit einer kleinen Stichprobe, wandten die Forscher ihn auf die größte bislang verfügbare Quasar-Stichprobe an: den Data Release 7 Katalog des Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Er umfasst optische Messungen für mehr als 100.000 Quasare sowie Daten des FIRST-Radiosurvey für mehr als 400.000 Radioquellen am Himmel. Damit erhielten die Wissenschaftler eine riesige kombinierte Stichprobe von optischen und Radioquasaren für ihre Analyse.
Das Team stellte fest, dass Quasare im Verlauf der zeitlichen Entwicklung des Universums im Durchschnitt sowohl in Radio- als auch in optischen Wellenlängen stetig schwächer wurden. Aber in Radiowellenlängen wurden sie – relativ gesehen – viel schwächerer als in optischen Wellenlängen. Diese Analyse stützt auch das Modell mit einer einzigen Quasarpopulation und das Ergebnis wird gemeinsam mit der stärkeren Abschwächung im Radiobereich sicherlich Diskussionen auslösen. Trotzdem repräsentiert die Arbeit nach Meinung der Autoren die umfassendste Analyse, die bislang über die Quasar-Entwicklung in Radio- und optischen Emissionen erstellt wurde. Singal zufolge sei die Technik auch hilfreich, um sämtliche Objektpopulationen zu untersuchen, die in sehr veränderlichen Entfernungen gefunden werden – zum Beispiel Blazare oder Gammastrahlenausbrüche (GRBs).
Quelle: http://www6.slac.stanford.edu/news/2013-04-17-quiet-quasars.aspx
(THK)
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