Quasar - Astronomie.

Quasar - Astronomie. Quasar, Akronym für quasistellare Radioquelle. Quasare gehören zu einer Klasse blauer, sternähnlicher Himmelskörper, deren Spektren eine starke Rotverschiebung aufweisen. Sie sind offensichtlich sehr weit entfernt und strahlen riesige Energiemengen ab. Erstmals entdeckt wurden diese Quellen intensiver Radiostrahlung (siehe Radioastronomie) in den späten fünfziger Jahren. 1960 entdeckten Astronomen am MountPalomar-Observatorium (Kalifornien) mit Hilfe des Fünf-Meter-Teleskops Himmelskörper, die bei einer näheren Analyse ungewöhnliche Spektren lieferten. Einige Strahlungslinien auf den Spektren ließen sich nicht identifizieren. 1963 erkannte der holländisch-amerikanische Astronom Maarten Schmidt, dass diese nicht identifizierten Strahlungslinien im Spektrum des Quasars 3C 273 bereits bekannte Linien waren. Sie wiesen eine weitaus größere Rotverschiebung auf, als man das in Spektren bis dahin bekannter Objekte beobachten konnte. Ein wesentlicher Grund für die Rotverschiebung ist der Doppler-Effekt. Die Wellenlänge des von Himmelskörpern abgestrahlten Lichts wird in den roten Bereich (mit größeren Wellenlängen) verschoben, wenn sich die Himmelskörper von der Erde entfernen. Weit entfernte Himmelskörper wie z. B. Galaxien entfernen sich aufgrund der Ausdehnung des Universums von der Erde. Aus dem Betrag der Rotverschiebung kann die Geschwindigkeit berechnet werden, mit der sich Himmelskörper entfernen. Nach dem Hubble'schen Gesetz (siehe Kosmologie) ist die Entfernung des Himmelskörpers direkt proportional (verhältnisgleich) zur Geschwindigkeit. Dies lässt den Schluss zu, dass der Quasar 3C 273 1,5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Bis zum Ende der achtziger Jahre waren mehrere tausend Quasare entdeckt und die Rotverschiebungen von einigen hundert bestimmt worden. Bei einer geringen Anzahl ist der Rotverschiebungsfaktor größer als 6 - die größte bislang beobachtete Rotverschiebung lag bei einem Faktor von 6,4. Demnach hätten diese Quasare Geschwindigkeiten, die mehr als 95 Prozent der Lichtgeschwindigkeit betragen. Nach dem Hubble'schen Gesetz wären ihre Entfernungen somit größer als zehn Milliarden Lichtjahre, und ihr beobachtetes Licht wäre praktisch seit Beginn des Universums unterwegs. 1991 wurde am Observatorium von Palomar ein zwölf Milliarden Lichtjahre entfernter Quasar entdeckt. Nach der Energie zu urteilen, erzeugen einige Quasare mehr Energie als 2 000 gewöhnliche Galaxien. Der Quasar S50014 + 81 scheint offensichtlich 60 000-mal so hell wie unsere Milchstraße. Die von Quasaren ausgehende Helligkeit schwankt zum Teil stark. Der charakteristische Zeitraum für diese Schwankungen reicht von wenigen Wochen bis zu mehreren Jahren. Aufgrund dieser Tatsache und Radiomessungen zufolge müssen Quasare viel kleiner als gewöhnliche Galaxien sein. Da die Größe einer schwankenden Strahlungsquelle, die das Licht während einer Schwankungsperiode zurücklegt, nicht viel mehr betragen kann als die Strecke, die das Licht während einer Schwankungsperiode zurücklegen kann, nehmen Astronomen an, dass die variablen Quasare höchstens ein Lichtjahr groß sein können. Damit wären sie 100 000-mal kleiner als die Milchstraße. Die einzige zufrieden stellende Erklärung für ein Phänomen, bei dem solche Energiemengen auf einem so kleinen Raum erzeugt werden, ist ein Schwarzes Loch, das riesige Mengen Materie verschlingt. Einige Astronomen vermuten jedoch, dass die Rotverschiebungen bei den Quasaren nicht auf dem optischen Doppler-Effekt, sondern auf anderen Mechanismen beruhen und dass Quasare in Wirklichkeit nicht sehr weit entfernt sind. Der amerikanische Astronom Halton C. Arp hat z. B. große Unterschiede zwischen den Rotverschiebungen der Quasare und denen anderer Galaxien gefunden, die trotzdem physikalisch verbunden zu sein scheinen. In vielen anderen offensichtlichen Paarungen von Quasaren und gewöhnlichen Galaxien sind die Rotverschiebungen gleich groß. Eine weithin akzeptierte Theorie besagt, dass Quasare extrem helle Kerne von Galaxien sind und dass sie und Radiogalaxien entsprechende Himmelskörper sind, die unter verschiedenen Blickwinkeln erscheinen. Ein außergewöhnliches Verhalten eines Quasars entdeckte man 1997. Die Radioquelle dieses Objektes mit der Bezeichnung PKS 0405-385 verlor innerhalb einer knappen Stunde rund die Hälfte seiner Leuchtkraft. Bei den anderen bekannten Quasaren dauerte dieser Vorgang erheblich länger. Mit einer geschätzten Größe, die etwa dem Durchmesser der Umlaufbahn des Jupiters um die Sonne entspricht, ist PKS 0405-385 offensichtlich kleiner als alle bisher bekannten Quasare. Um dieses Rätsel zu lösen planen Astronomen das Objekt mit Hilfe des HALCA-Teleskops zu untersuchen. Dieses Radioteleskop befindet sich an Bord eines japanischen Forschungssatelliten. Ungewöhnlich erschien einem Forscherteam vom Max-Planck-Institut für extraterrestische Physik auch die hohe Eisenkonzentration des Quasars APM 08279 + 05255. Anhand seines Röntgenspektrums, das mit dem Röntgensatelliten XMM-Newton aufgenommen wurde, konnten die Astrophysiker berechnen, dass das Eisen-SauerstoffVerhältnis des Quasars offensichtlich drei- bis fünfmal höher ist als das analoge Verhältnis des Sonnensystems. Das untersuchte Licht von APM 08279 + 05255 stammt aus einer Zeit, als das Universum 1,5 Milliarden Jahre alt war. Das Sonnensystem entstand dagegen erst knapp neun Milliarden Jahre nach dem Urknall. Folglich ist der Quasar mit 1,5 Milliarden Jahren relativ jung, während das Sonnensystem mit neun Milliarden Jahren relativ alt wäre. So gesehen existierte in dem jungen Quasar viel mehr Eisen als in dem viel älteren Sonnensystem. Gerade der hohe Eisengehalt zu einer so frühen Zeit wirft verschiedene Fragen auf. Zum einen könnte es einen bislang noch unbekannten Prozess der Eisenproduktion geben, der das Element sehr viel schneller entstehen lässt als dies nach bisherigen physikalischen Modellen zur Elemententstehung geschieht - nämlich über einen Zeitraum von einigen Milliarden Jahren. Zum anderen könnte aber auch das Universum zu jenem Zeitpunkt, als der Quasar sein Licht aussandte, wesentlich älter gewesen sein. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten.