 1.12
Quasare
Diese Erscheinungen des
Weltalls geraten in den 1950iger Jahren bei
Radio-Durchmusterungen des Weltalls erstmals in das Blickfeld der
Wissenschaft. Erst 1960 gelingt es, einige der Radioquellen
schwach leuchtenden Lichtpunkten zuzuordnen, wobei man es sich
nicht vorstellen kann, dass Sterne derartig starke Radiostrahler
sind. So nennt man die Objekte sternenähnliche Objekte oder
quasistellare Objekte, woraus sich der Begriff Quasar entwickelt.
(QUAsi StellAR Radio Source)
 Im
Jahr 1963 gelingt es dem niederländisch, US-amerikanischen
Astronom Maarten Schmidt erstmals die Lichtspektren dieser
Objekte zu analysieren. Er erkennt, dass die Spektrallinien den
bekannten Elementen zuzuordnen sind, allerdings mit einer sehr
starken Rotverschiebung. Da die Rotverschiebung ein Maß für
die Entfernung des Objekts ist, wird klar, dass es sich bei den
Quasaren um sehr weit entfernte Objekte des Weltalls, mit hohen
Fluchtgeschwindigkeiten handelt. Außerdem begreift man
erstmals, welche ungeheueren Energiemenge von diesen Objekten in
allen Frequenzbereichen ausgestrahlt werden müssen.
So ergibt sich für den
von Schmidt untersuchten Quasar 3C273, eine Entfernung von 2
Milliarden Lichtjahren und eine Fluchtgeschwindigkeit von 47.000
km/s. Seine Helligkeit entspricht der von 100 Millionen Sonnen.
Mit dieser Entdeckung setzte die Quasarforschung ein.
Die Vorstellung, dass Quasare
riesige Ausmaße besitzen um die ungeheueren Signalstärken
zu erreichen, wäre schon verwunderlich gewesen. Doch die
inzwischen beobachteten Helligkeitsschwankungen im Zeitraum eines
Tages weisen darauf hin, dass Quasare nicht groß sein
können. Auch bei ihnen können sich Signale nur mit
Lichtgeschwindigkeit fortsetzen und ein Objekt, das in einem Tag
seine Helligkeit verändert, kann aufgrund der
Signallaufzeiten nicht größer sein als ein Lichttag.
Bei Masseabschätzungen kommt man für die meisten
Quasare auf etwa 100 Millionen Sonnenmassen. Ihre Energieabgabe
entspricht aber der von Milliarden von Sonnen, so bei dem 1991
entdeckten, bisher hellsten Quasar. Unter diesem Gesichtspunkt
wurde die Frage, wie kommen diese riesigen Energiemengen auf so
kleinem Raum zustande, ein ungelöstes Rätsel.
Die Frage ist noch ohne
Antwort. Dennoch besitzen die Astrowissenschaftler Vermutungen.
Sie gehen davon aus, dass es sich bei Quasaren um eine
fortgeschrittene Stufe in der Entwicklung von Galaxien handelt.
Möglich wäre, dass ein supermassives, also sehr großes
Schwarzes Loch den Kern eines Quasars bildet und dort Gas und
Staub und je nach seiner Masse sogar mehrere Sterne gleichzeitig
in sich einverleibt. Nach dem Gesetzt der Masse-Energie
Äquivalenz von Einstein könnten diese Massen bei ihrer
Beschleunigung auf das Schwarze Loch hin, Lichtgeschwindigkeit
erreichen und müßten sich damit in Energie umwandeln.
Dieser Prozess ist fast 1000 mal so ergiebig, wie die Kernfusion
von Wasserstoff und würde die Helligkeit, sowie die
schnellen Signalwege innerhalb der Quasare erklären. Dabei
könnten die Schwarzen Löcher eine ganze Zeit leben,
denn ihre Masse von 100 Millionen Sonnenmassen entspricht nur
0,1% der Masse, die normale Galaxien in sich vereinen können.
Den Grund für diese
Annahme liefern die Seyfert Galaxien. Bei ihnen handelt es sich
um starke Radiogalaxien mit einem sehr hellen Kernbereich. Auch
bei ihnen vermutet man Schwarze Löcher als Zentrum, welche
die ungeheuren Turbulenzen im Kernbereich, mit Bewegungen bis zu
5000 km/s hervorruft, was 1/40 der Lichtgeschwindigkeit
entspricht. Man glaubt eine Regelmässigkeit in der Abstufung
von Galaxie-Kernregionen erkannt zu haben. Sie verläuft von
normalen Galaxien, über Radio- und Seyfert-Galaxien und LB
Lac-Objekten hin zu Quasaren.
Ein zweiter Aspekt der
Quasarbeobachtung ist der, dass Quasare einen Blick in die
fernste Vergangenheit des Universums gestattet. Das Licht, was
wir heute sehen, war ja Milliarden Jahre unterwegs, wurde
ausgesandt, als das Weltall nur 20% seiner heutigen Ausdehnung
besaß und eben viele Milliarden Jahre jünger war.
Die hier geschilderten
Annahmen zu den Eigenschaften der Quasare und zur Entwicklung des
Weltalls sind weitgehend ungesichert, wie Entdeckungen der
letzten Zeit zeigen. 1995 entdeckte man auf einem Bild des Hubble
Weltraumteleskops eine Galaxie und einen Quasar. Der Quasar
(kleiner weißer Punkt im unteren Bild) macht nicht den
Eindruck einer dicht gepackten Galaxie, sondern bewegte sich um
die Galaxie herum wobei ein dichter Materiestrom zwischen beiden
Objekten zu sehen ist.
Bislang gibt es keine
einleuchtende Erklärung für dieses Bild, das die
bisherige Theorie der Quasare verwirrt. Eine zweite verblüffende
Meldung erhielten die Astronomen im April 1999. Das Hubble
Weltraumteleskop entdeckte die bisher am weitesten entfernte
Galaxie. Diese befindet sich in etwa 14Mrd Lichtjahren Entfernung
und ihre Fluchtgeschwindigkeit beträgt noch immer etwa
Lichtgeschwindigkeit. Sie wiederspricht mit dieser
Geschwindigkeit einmal der Theorie, dass sich das Weltall
irgendwann wieder zusammenziehen könnte, zudem muss es
bereits auf der Hälfe der Zeit zwischen dem BigBang und dem
Heute, relativ kompakte Galaxien gegeben haben, die bisher nicht
zu Quasaren wurden.
Beide Ereignisse zeigen, dass die Theorie der Quasare und damit die des Universums noch im Fluss ist. Sie wird zusammen mit der Entstehungstheorie des Weltalls noch mehrfach umgearbeitet werden müssen ... wozu auch die neuen Denkansätze zu den Eigenschaften eines Vakuums und der Veränderbarkeit von Konstanten herausfordern. |