Bei der Untersuchung leuchtstarker Galaxien des noch jungen Universums ist einem internationalen Forscherteam ein Quasar der ersten Generation ins Blickfeld geraten. In dieser hell strahlenden Galaxie mit einem relativ kleinen Schwarzen Loch existiert noch kein Staub, sondern nur Gas. Ältere Quasare mit größeren Schwarzen Löchern saugen dagegen in ihr Zentrum auch riesige Mengen heißen Staubs, der aus schweren Elementen besteht ? also Elementen mit einer größeren Masse als Helium. Der außergewöhnliche Quasar dürfte also relativ kurz nach dem Urknall entstanden sein, als im Universum vorwiegend Wasserstoff zu finden war, berichten die Wissenschaftler um Marianne Vestergaard von der Universität Kopenhagen.
“Ein Quasar ist eine Art Baby-Galaxie”, erklärt Vestergaard. “Im Gegensatz zu den Galaxien mit massereichen Schwarzen Löchern ist bei einem Quasar das Schwarze Loch aktiv und es wächst.” Quasare bestehen aus einer Scheibe aus Gas und Staub, die um ein Schwarzes Loch mit einer Masse von typischerweise 100 Millionen bis zu zehn Milliarden Sonnen rotiert. Da sich der innere Bereich der Scheibe schneller bewegt als der äußere, entsteht Reibung ? Materie erhitzt sich und strahlt Licht aus. Nahe des Schwarzen Lochs werden Röntgenstrahlen ausgesandt, in den weiter außen liegenden Bereichen ultraviolettes und sichtbares Licht.
Quasare unterscheiden sich in ihren Proportionen wenig, gleichgültig ob sie der Erde nahe und damit älter sind, oder ob sie sich weit von ihr entfernt befinden. Damit stand für die Forschung fest: Sie entstammen der Kindheit des 13,7 Milliarden Jahre alten Universums. Bereits im Jahr 2006 war allerdings ein Quasar entdeckt worden, der sich seltsam benahm: Er zeigte keine Emissionen von heißem Staub. Um nun die bisher gültige These zu überprüfen, untersuchte ein Forscherteam unter Beteiligung zweier Max-Planck-Institute am Steward Observatory in Tucson 21 Quasare in der Altersklasse von 800 Millionen Jahren nach dem Urknall.
Das Ergebnis überraschte die Wissenschaftler: Die meisten Quasare besitzen tatsächlich Unmengen heißen Staubs im Zentrum ? die beiden am weitesten entfernten sind jedoch staubfrei und ihre Schwarze Löcher noch relativ klein. “Es scheint, dass wir endlich die primitiven Quasare der ersten Generation gefunden haben, die in dem staubfreien Medium kurz nach dem Big Bang entstanden sind”, berichtet Vestergaard von der nun entdeckten Entwicklungsstufe. Bei den älteren Quasaren konnte zudem ein Zusammenhang belegt werden zwischen dem Wachstum des Schwarzen Lochs und dem Aufbau von schweren Elementen in der Galaxie: Staub, aus dem sich schließlich Sterne bilden.
Marianne Vestergaard (Dark Cosmology Centre, Kopenhagen) et al.: Nature, doi: 10.1038/nature08877 ddp/wissenschaft.de ? Rochus Rademacher
