So hell wie 500 Billionen Sonnen: Astronomen berichten über das nun hellste bekannte Objekt im Universum. Es handelt sich um einen Quasar – einen aktiven Galaxien-Kern. Die Strahlkraft ist auf eine leuchtende Materie-Scheibe zurückzuführen, die wiederum von einem Rekord-gefräßigen “Finsterling” angetrieben wird: Das supermassereiche Schwarze Loch des Galaxien-Kerns verschlingt etwa eine Sonnenmasse am Tag, ergaben die Berechnungen.
Die Kurzform Quasar steht für „Quasistellares Objekt“ – in dieser Bezeichnung steckt der Hinweis darauf, dass diese Objekte wie helle Sterne auf den Beobachter wirken können. Doch in Wirklichkeit handelt es sich um gigantische, weit von uns entfernte Gebilde: Quasare sind die strahlenden Kerne von Galaxien, die zu den hellsten Objekten des Kosmos gehören. Ihre Leuchtkraft beruht dabei auf der Wirkung des supermassereichen Schwarzen Lochs im galaktischen Zentrum. Es zieht Materie aus der Umgebung an, die eine rotierende Scheibe bildet, von der sich der Gravitations-Gigant dann portionsweise etwas einverleibt. Durch die dabei freiwerdende Energie in Form von Strahlung leuchtet die Akkretionsscheibe so intensiv, dass das Licht trotz der teils gigantischen Entfernungen bis zu uns strahlt.
Die Leuchtfeuer des Kosmos im Visier
Viele Quasare sind bereits bekannt und charakterisiert. Dabei gilt: In der Regel weisen die leuchtkräftigsten auf die am schnellsten wachsenden supermassereichen Schwarzen Löcher hin. Was dies betrifft, präsentiert das internationale Astronomen-Team nun Superlative. Eigentlich war das Objekt mit der Bezeichnung J0529-4351 schon lange bekannt, doch es wurde für einen Stern gehalten. “Es erscheint überraschend, dass dieser Quasar bis heute unerkannt geblieben ist, obwohl wir doch so viele weniger beeindruckende Exemplare kennen“, sagt Co-Autor Christopher Onken von der Australian National University (ANU) in Canberra. Wie er und seine Kollegen erklären, war der Grund dafür ausgerechnet die starke Leuchtkraft von J0529-4351. Denn eine automatische Analyse der Daten des Gaia-Satelliten der Europäischen Weltraumagentur ESA hatte das Objekt als zu hell für einen Quasar eingestuft und ihn stattdessen als einen Stern identifiziert.
Doch dann konnten die Forschenden durch Beobachtungen mit dem 2,3-Meter-Teleskop der ANU am Siding Spring Observatory in Australien zeigen, dass J0529-4351 kein Stern sein kann: Aus der charakteristischen Rotverschiebung des Lichts ging hervor, dass das Objekt extrem weit entfernt sein muss – es handelt sich demnach um einen Quasar. Um weitere Details aufzudecken, nahmen die Astronomen J0529-4351 mit weiteren Teleskopen und Analyseinstrumenten ins Visier. Die entscheidenden Daten lieferte dabei der X-Shooter-Spektrograf am Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO). Die Informationen implementierten die Wissenschaftler dann auch in Modelle, die Rückschlüsse auf die Merkmale des Quasars beziehungsweise des verantwortlichen Schwarzen Loches ermöglichten.
Superlative zeichnen sich ab
So zeigte sich: Der Quasar J0529-4351 ist über zwölf Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Er erscheint dennoch prominent, da er 500 Billionen Mal heller strahlt als die Sonne. Damit ist J0529-4351 nicht nur der hellste seiner Art, sondern auch das leuchtkräftigste Objekt, das jemals beobachtet wurde, sagen die Astronomen. Vor einigen Jahren wurde zwar bereits von einem Quasar berichtet, der mit 600 Billionen Sonnenleuchtkräften zu strahlen schien. Doch später stellte sich heraus, dass die Helligkeit durch eine Gravitationslinse verstärkt wurde – durch eine Galaxie, die sich zwischen uns und dem entfernten Quasar befindet. Die tatsächliche Helligkeit von J043947.08+163415.7 wurde daraufhin auf etwa elf Billionen Sonnenleuchtkräfte heruntergestuft. Im Fall des Quasars J0529-4351 gibt es nun hingegen keine Anzeichen für einen Linseneffekt, schreiben die Autoren.
Was für die enorme Leuchtkraft verantwortlich sein könnte, lässt sich damit aus den Modellierungsergebnissen ableiten, sagen die Astronomen: “All dieses Licht kommt von einer heißen Akkretionsscheibe mit einem Durchmesser von sieben Lichtjahren – das könnte die größte Akkretionsscheibe im Universum sein”, sagt Co-Autor Samuel Lai von der ANU. Sie umkreist ein Schwarzes Loch, dem die Wissenschaftler ebenfalls spektakuläre Merkmale zuordnen können: “Wir haben das am schnellsten wachsende Schwarze Loch entdeckt, das bisher bekannt ist. Es hat eine Masse von 17 Milliarden Sonnenmassen und verzehrt etwas mehr als eine Sonnenmasse pro Tag”, berichtet Erst-Autor Christian Wolf von der ANU.
Das Forschungsteam will den Quasar J0529-4351 beziehungsweise das schnell wachsende Schwarze Loch nun auch weiterhin im Auge behalten. Denn die Entdeckung und Untersuchung entfernter supermassereicher Schwarzer Löcher könnte einige Geheimnisse des frühen Universums beleuchten. J0529-4351 stellt den Autoren zufolge dabei nun ein perfektes Ziel für das GRAVITY+-Upgrade am VLT-Interferometer (VLTI) der ESO dar, das die Masse von Schwarzen Löchern genauer erfassen soll. Außerdem setzt das Team große Hoffnung auf das Extremely Large Telescope (ELT) der ESO, das derzeit in der chilenischen Atacama-Wüste errichtet wird.
Quelle: European Southern Observatory, Fachartikel: Nature Astronomy, doi: 10.1038/s41550-024-02195-x
Auf Tuchfühlung mit der Sonne
