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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Gravitationslinsen lassen Quasare heller erscheinen |
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| | | Bis zu einem Drittel der weit entfernten Quasare erscheinen möglicherweise heller, als sie tatsächlich sind. Denn Galaxien, die zwischen diesen hellsten aller Himmelskörpern und der Erde liegen, wirken als Gravitationslinsen und verstärken ihr Licht. Sollte dieser Effekt tatsächlich so häufig auftreten, wie eine aktuelle Studie nahe legt, dann würde das zwar das helle Leuchten einiger bekannter Quasare erklären, aber gleichzeitig anerkannte astronomische Konzepte in Frage stellen. |
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Im Rahmen des Sloan Digital Sky Survey (SDSS), einem Programm zur Erfassung der Himmelskörper, wurden im letzten Jahr äußerst helle Quasare entdeckt, die sich vermutlich bereits eine Milliarde Jahre nach dem Urknall gebildet hatten.
Doch der Helligkeit dieser Quasare nach zu urteilen, müssten die Schwarzen Löcher über die Masse von drei Milliarden Sonnen verfügen. Und solche gigantischen Schwarzen Löcher so kurz nach dem Urknall passen in kein astronomisches Konzept.
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Quasare
Quasare sind die hellsten Himmelskörper. Man vermutet, dass es sich dabei um gigantische Schwarze Löcher im Zentrum von Galaxien handelt, die Gaswolken in ihren Schlund ziehen. Auf dem Weg zum Zentrum heizt sich das Gas durch Reibung auf mehrere Millionen Grad auf, dadurch entsteht eine intensive Strahlung. Je größer die Masse des Schwarzen Lochs, desto heller der Quasar. |
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 Mehr Information über Quasare |
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Gleiche Helligkeit, unterschiedliche Entfernung |
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Die Altersbestimmung von Himmelskörpern erfolgt auf Grund der Rotverschiebung ihres Lichts. Sie entsteht, wenn sich Himmelskörper schnell von uns weg bewegen, beispielsweise, wenn sie kurz nach der Geburt des Universums entstanden sind und sich seitdem mit zunehmender Geschwindigkeit von uns entfernt haben.
Stuart Wyithe und Abraham Loeb von der Harvard University fiel jetzt bei der systematischen Kartierung von 100 Millionen Himmelsobjekten auf, dass sehr weit entfernte Quasare mit einer Rotverschiebung von z = 6 genauso hell sind wie die viel näher liegenden mit einer Rotverschiebung von z = 2.
Die Ergebnisse ihrer Arbeit veröffentlichten die Wissenschaftler in der neuen Ausgabe von "Nature".
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Nur sichtbar durch Gravitationslinsen |
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Weit entfernte Quasare aus der Anfangszeit des Universums sind trotz ihres hellen Lichtes meistens nur zu sehen, wenn ihr Licht vom Schwerefeld eines in der Sichtlinie liegenden, massereichen Objekts - einer Galaxie beispielsweise - abgelenkt und gebündelt wird.
So eine Gravitationslinse entsteht allerdings nur, wenn das massereiche Objekt im Vordergrund exakt in der Sichtlinie zu dem viel weiter entfernten Quasar liegt. Dementsprechend selten ist eine solche Konstellation.
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Gravitationslinsen
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Die Grafik stellt das Licht eines entfernten Quasars dar, das durch das Gravitationsfeld eine Galaxie verstärkt wird. Das Bild im linken oberen Eck wurde von dem japanischen "Subaru telescope" in Hawaii aufgenommen. Die blauen Punkte stellen die Mehrfachbilder eines einzelnen Quasars da, die durch die als Gravitationslinse fungierende elliptische Galaxie (roter Punkt), entstehen.
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Ein Drittel liegt hinter Gravitationslinsen |
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Auf Grund ihrer Berechnungen gehen Wyithe und Loeb davon aus, dass nicht einer von Tausend, sondern bis zu einem Drittel aller Quasare hinter einer Gravitationslinse liegen.
Das würde bedeuten, dass die Quasare zehnmal schwächer leuchten würden als sie infolge des Gravitationslinseneffekts erscheinen. Aber auch das wäre immer noch zu hell und stellt die Astronomen vor ein neues Rätsel.
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Die Rotlichtverschiebung und das Alter
Die Rotverschiebung z sagt aus, dass sich das Universum seit der Aussendung des Lichts um den Faktor 1+z ausgedehnt hat und das Wellenlängenspektrum deshalb in den roten Bereich verschoben wurde. Ein Quasar mit z=6 entstand demnach zu einer Zeit, als das Universum noch nicht einmal eine Milliarde Jahre alt war - das ist weniger als ein Zehntel seines heutigen Alters. |
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Liegen ältere Quasare häufiger hinter Gravitationslinsen? |
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Nach Annahme der Wissenschaftler wird das Licht ältere Quasare häufiger verstärkt als das der jüngeren. Grund dafür ist die größere Entfernung der alten Quasare von der Erde. Allerdings wird das Licht von z=6 Quasaren 30 bis 100 mal so oft verstärkt wie das von z=2 Quasaren.
Auf Grund dieses unwahrscheinlichen Verhältnisses vermuten Wyithe und Loeb, dass die fernen Quasare, die nicht hinter einer Gravitationslinse liegen, zu schwach leuchten, um entdeckt zu werden.
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Der fehlende Beweis |
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Der endgültige Beweis für den Gravitationslinseneffekt kann nur mit hochauflösenden Teleskopen wie dem Hubble Space Telescope erbracht werden.
Denn mit deren Bildern können die für Gravitationslinsen typischen Mehrfachbilder der dahinterliegenden Objekte nachgewiesen werden.
Derzeit schaffen die vielen Gravitationslinsen also eher Verwirrung als Klarheit bei der Erforschung ferner Objekte.
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01.01.2010 |
