Astronomen haben die einzigartigen Möglichkeiten des Hubble-Weltraumteleskops der NASA genutzt, um näher als je zuvor in den Schlund eines energiereichen Monster-Schwarzen Lochs zu blicken, das einen Quasar antreibt. Ein Quasar ist ein galaktisches Zentrum, das hell leuchtet, wenn das Schwarze Loch Material in seiner unmittelbaren Umgebung verzehrt.Eine Pressemitteilung der NASA.
Quelle: NASA, 5. Dezember 2024.
(Bild: NASA, ESA, Bin Ren (Université Côte d’Azur/CNRS); Danksagung: John Bahcall (IAS); Bildverarbeitung: Joseph DePasquale (STScI))
5. Dezember 2024 – Die neuen Hubble-Aufnahmen der Umgebung des Quasars zeigen laut Bin Ren vom Côte d’Azur Observatorium und der Université Côte d’Azur in Nizza, Frankreich, eine Menge „seltsamer Dinge“. „Wir haben ein paar Kleckse unterschiedlicher Größe und eine mysteriöse L-förmige fadenförmige Struktur. Das alles befindet sich im Umkreis von 16.000 Lichtjahren um das Schwarze Loch.“
Bei einigen der Objekte könnte es sich um kleine Satellitengalaxien handeln, die in das Schwarze Loch stürzen und so das Material liefern, das sich am zentralen supermassiven Schwarzen Loch anlagert und den hellen Leuchtturm antreibt. „Dank der Beobachtungsleistung von Hubble öffnen wir ein neues Tor zum Verständnis von Quasaren“, so Ren. „Meine Kollegen sind begeistert, weil sie noch nie so viele Details gesehen haben.“
Quasare sehen als punktförmige Lichtquellen am Himmel sternähnlich aus (daher der Name quasi-stellares Objekt). Der Quasar in der neuen Studie, 3C 273, wurde 1963 von dem Astronomen Maarten Schmidt als der erste Quasar identifiziert. Mit einer Entfernung von 2,5 Milliarden Lichtjahren war er zu weit entfernt für einen Stern. Mit einer Leuchtkraft, die mehr als zehnmal so stark war wie die der hellsten elliptischen Riesengalaxien, muss er viel energiereicher gewesen sein, als man es sich je vorstellen konnte. Dies öffnete die Tür zu einem unerwarteten neuen Rätsel der Kosmologie: Was treibt diese massive Energieproduktion an? Der wahrscheinliche Schuldige war Material, das an einem Schwarzen Loch akkretiert.
Im Jahr 1994 zeigte Hubbles neue scharfe Optik, dass die Umgebung von Quasaren viel komplexer ist als zunächst vermutet. Die Bilder deuteten auf galaktische Kollisionen und Verschmelzungen zwischen Quasaren und Begleitgalaxien hin, bei denen Bruchstücke auf supermassive schwarze Löcher herabstürzen. Dadurch werden die riesigen schwarzen Löcher, die die Quasare antreiben, erneut entzündet.
Für Hubble ist der Blick in den Quasar 3C 273 so, als würde man direkt in einen blendenden Autoscheinwerfer blicken und versuchen, eine Ameise zu sehen, die am Rand herumkrabbelt. Der Quasar strahlt das Tausendfache der gesamten Energie der Sterne in einer Galaxie aus. Einer der Quasare, die der Erde am nächsten sind, 3C 273, ist 2,5 Milliarden Lichtjahre entfernt. (Wäre er ganz in der Nähe, nur einige zehn Lichtjahre von der Erde entfernt, würde er so hell wie die Sonne am Himmel erscheinen). Der STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) von Hubble kann als Koronagraph dienen, um das Licht von zentralen Quellen abzublocken, ähnlich wie der Mond die Blendung der Sonne während einer totalen Sonnenfinsternis abblockt. Astronomen haben STIS eingesetzt, um staubige Scheiben um Sterne herum zu enthüllen, um die Entstehung von Planetensystemen zu verstehen, und jetzt können sie STIS nutzen, um die Wirtsgalaxien von Quasaren besser zu verstehen. Mit dem Hubble-Coronographen konnten die Astronomen achtmal näher an das Schwarze Loch herankommen als je zuvor.
Die Wissenschaftler erhielten einen seltenen Einblick in den 300.000 Lichtjahre langen extragalaktischen Materialstrahl des Quasars, der mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch den Weltraum rast. Durch den Vergleich der STIS-Koronagraphen-Daten mit archivierten STIS-Bildern mit einem Abstand von 22 Jahren kam das Team um Ren zu dem Schluss, dass sich der Jet schneller bewegt, wenn er weiter von dem Schwarzen Loch entfernt ist.
„Mit den feinen räumlichen Strukturen und der Bewegung des Jets hat Hubble eine Lücke zwischen der kleinräumigen Radiointerferometrie und den großräumigen optischen Bildbeobachtungen geschlossen. Unsere bisherige Sichtweise war sehr begrenzt, aber Hubble ermöglicht es uns, die komplizierte Morphologie der Quasare und die galaktischen Wechselwirkungen im Detail zu verstehen. Wenn wir in Zukunft 3C 273 mit dem James-Webb-Weltraumteleskop im infraroten Licht näher untersuchen, könnte uns das weitere Aufschlüsse geben“, so Ren.
Mindestens 1 Million Quasare sind über den Himmel verstreut. Sie sind nützliche Hintergrundstrahler“ für eine Vielzahl von astronomischen Beobachtungen. Quasare traten am häufigsten etwa 3 Milliarden Jahre nach dem Urknall auf, als Galaxienkollisionen noch häufiger waren.
Das Hubble-Weltraumteleskop ist seit über drei Jahrzehnten in Betrieb und macht weiterhin bahnbrechende Entdeckungen, die unser grundlegendes Verständnis des Universums prägen. Hubble ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen der NASA und der ESA (Europäische Weltraumorganisation). Das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, leitet das Teleskop und den Betrieb der Mission. Lockheed Martin Space mit Sitz in Denver unterstützt ebenfalls den Missionsbetrieb in Goddard. Das Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, das von der Association of Universities for Research in Astronomy betrieben wird, führt den wissenschaftlichen Betrieb von Hubble für die NASA durch.
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