Leuchtfeuer im frühen Kosmos: Raumsonde Euclid entdeckt die ältesten Quasare im Universum
Illustration eines Quasars: Eine rot-orange leuchtende Materiescheibe strömt spiralförmig in ein supermassereiches Schwarzes Loch. Ein schmaler Materiestrahl tritt aus dem Zentrum aus. Quasare gehören zu den hellsten Objekten im Universum.
Esa- Euclid entdeckt 31 der ältesten bisher bekannten Quasare im frühen Universum.
- Zwei Quasare zählen zu den frühesten Beobachtungen – über 13 Milliarden Jahre alt.
- Euclid findet auch schwächere Exemplare und erschließt so eine größere Quasar-Population.
- 14 Objekte stammen aus den ersten 770 Millionen Jahren, zwei aus den ersten 670 Millionen.
- Ein sehr früher Quasar liegt in einer staub- und gasreichen, sternbildenden Wirtsgalaxie.
Die Zusammenfassung wurde durch künstliche Intelligenz erstellt.
Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg und der Sternwarte der Universität Hamburg hat mit dem Weltraumteleskop Euclid der Europäischen Weltraumorganisation Esa 31 der ältesten Quasare entdeckt, die bislang gefunden wurden.
Zwei dieser gewaltigen Galaxienkerne zählen zu den frühesten jemals beobachteten Quasaren in der kosmischen Geschichte und eröffnen neue Einblicke in die Anfangszeit des Universums. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.
Was sind Quasare?
Quasare stellen eine kurze Phase im Leben einer Galaxie dar, in der große Mengen Materie in das zentrale supermassereiche Schwarze Loch einströmen und dabei enorme Energiemengen freisetzen. Dadurch strahlt der Galaxienkern heller als alles andere im Universum und übertrifft die Leuchtkraft seiner Wirtsgalaxie um das Hundert- bis Tausendfache.
Seit Jahrzehnten sind Forscher auf der Suche nach den allerersten Quasaren im Universum. Diese Objekte liefern wichtige Hinweise darauf, was in den frühesten Phasen des Kosmos geschah – etwa zur Entstehung der ersten supermassereichen Schwarzen Löcher und Galaxien.
Quasare aus dieser Epoche sind jedoch schwer aufzuspüren. Sie sind selten, da nur wenige Galaxien bereits ausreichend gewachsen waren und ihr ursprüngliches Licht lässt sich leicht mit dem Licht näher gelegener Sterne verwechseln.
Eintauchen die kosmische Frühgeschichte
Mithilfe des 2023 gestarteten Weltraumteleskops Euclid ist es den Astronomen nun gelungen, tiefer in diese rätselhafte Phase der kosmischen Frühgeschichte vorzudringen und dabei 31 neue Quasare im frühen Universum zu entdecken.
„Diese frühen Quasare stammen aus der Kindheit des Universums“, sagt Daming Yang von der Universität Leiden, Hauptautor der Studie. „Indem wir sie finden und untersuchen, können wir besser verstehen, wie diese gewaltigen Systeme so schnell entstanden und gewachsen sind – eines der größten Rätsel der Astrophysik.“
Die bislang bekannten ältesten Quasare stellten lediglich die Spitze des Eisbergs dar. Seltene, besonders helle Objekte, die sich am leichtesten nachweisen ließen. Für eine systematische Untersuchung als Population fehlte es lange an ausreichend vielen Exemplaren aus der Frühzeit des Universums.
Was Euclid entdeckt hat
Mit dem Einsatz von Euclid hat sich die Situation grundlegend verändert: Die Wissenschaftler können nun große Himmelsbereiche deutlich effizienter durchsuchen und zugleich wesentlich schwächeres Licht erfassen. Dadurch wird Euclid zu einem einzigartigen Instrument für die Suche nach Quasaren.
Euclid entdeckt nicht nur die hellsten und damit am leichtesten auffindbaren Exemplare, sondern macht auch einen deutlich größeren Teil der frühen Quasar-Population sichtbar. Während es zuvor mehr als ein Jahrzehnt dauerte, die ersten rund zehn Quasare aus dem frühen Universum zu identifizieren, hat Euclid bereits innerhalb eines einzigen Jahres mehr entdeckt.
Die Entdeckung umfasst 14 neue Quasare aus den ersten 770 Millionen Jahren der kosmischen Geschichte. Die beiden ältesten Objekte setzen dabei einen neuen Rekord: Sie entstanden bereits innerhalb der ersten 670 Millionen Jahre nach dem Urknall und sind damit über 13 Milliarden Jahre alt.
Fenster durch die Zeit
Diese uralten Quasare sind nicht nur bemerkenswerte Einzelfunde, sondern zugleich Fenster durch die Zeit, mit deren Hilfe sich das frühe Universum erforschen lässt. Untersuchungen des zweitältesten Quasars zeigen beispielsweise, dass er in eine staub- und gasreiche Galaxie eingebettet ist, in der mit hoher Rate neue Sterne entstehen. Das liefert wichtige Hinweise darauf, wie die Wirtsgalaxien früher supermassereicher Schwarzer Löcher beschaffen waren.
Die neuen Quasar-Entdeckungen unterstreichen das enorme Potenzial der Euclid-Mission um den Ursprung supermassereicher schwarzer Löcher zur erforschen. Zugleich zeigen sie, dass nicht nur die Daten selbst entscheidend sind, sondern auch die neu entwickelten Suchalgorithmen, die eine besonders effiziente Nachbeobachtung ermöglichen.