Eine Illustration des Rekordbrecher-Quasars J059-4351, des hellen Kerns einer weit entfernten Galaxie, die von einem gierigen supermassiven schwarzen Loch angetrieben wird. (Bildnachweis: ESO/M. Kornmesser)
Ein neu entdeckter Quasar ist ein echter Rekordbrecher. Er ist nicht nur der hellste jemals gesehene Quasar, sondern auch das hellste jemals gesehene astronomische Objekt überhaupt. Es wird auch von dem hungrigsten und am schnellsten wachsenden schwarzen Loch angetrieben, das je gesehen wurde – ein Loch, das täglich die Masse von mehr als einer Sonne verschlingt.
Der Quasar, J0529-4351, ist so weit von der Erde entfernt, dass sein Licht 12 Milliarden Jahre gebraucht hat, um uns zu erreichen, d. h. er wird so gesehen, wie er war, als das 13,8 Milliarden Jahre alte Universum knapp 2 Milliarden Jahre alt war.
Das supermassive Schwarze Loch im Herzen des Quasars hat schätzungsweise die 17- bis 19-milliardenfache Masse der Sonne; jedes Jahr verschlingt es Gas und Staub in einer Menge, die 370 Sonnenmassen entspricht. Das macht J0529-4351 so hell, dass er neben der Sonne 500 Billionen Mal heller wäre als unser leuchtender Stern.
„Wir haben das am schnellsten wachsende schwarze Loch entdeckt, das bisher bekannt ist. Es hat eine Masse von 17 Milliarden Sonnen und frisst etwas mehr als eine Sonne pro Tag“, sagte der Teamleiter und Astronom der Australian National University, Christian Wolf, in einer Erklärung. „Damit ist es das leuchtstärkste Objekt im bekannten Universum.“
J0529-4351 wurde bereits vor über 4 Jahrzehnten in Daten entdeckt, war aber so hell, dass Astronomen ihn nicht als Quasar identifizieren konnten.
Wie ein Quasar die Astronomen 44 Jahre lang täuschte
Quasare sind Regionen im Herzen von Galaxien, die supermassereiche schwarze Löcher beherbergen, die von Gas und Staub umgeben sind, von denen sich diese Hohlräume ernähren. Die heftigen Bedingungen in den Materiescheiben um solche aktiven schwarzen Löcher, die Akkretionsscheiben genannt werden und durch die immense Schwerkraft der Objekte entstehen, erhitzen das Gas und den Staub und lassen sie hell leuchten.
Außerdem wird jegliche Materie in diesen Scheiben, die nicht von einem Schwarzen Loch akkretiert wird, zu den Polen des kosmischen Titanen geschleust, wo sie als Teilchenstrahl mit annähernder Lichtgeschwindigkeit herausgeschleudert wird und ebenfalls ein starkes Licht erzeugt. Infolgedessen können Quasare in diesen Regionen der Aktiven Galaktischen Kerne (AGN) heller leuchten als das kombinierte Licht von Milliarden von Sternen in den sie umgebenden Galaxien.
Aber selbst bei diesen außergewöhnlich hellen Ereignissen sticht J0529-4351 hervor.
Das Licht von J0529-4351 stammt von der massiven Akkretionsscheibe, die das supermassereiche Schwarze Loch speist und die nach Schätzungen des Teams einen Durchmesser von etwa 7 Lichtjahren hat. Das bedeutet, dass die Durchquerung dieser Akkretionsscheibe einer 45.000-maligen Reise zwischen der Erde und der Sonne entsprechen würde.
Der Bereich des Weltraums um den rekordverdächtigen Quasar J0529-4351 (Bildnachweis: ESO/Digitized Sky Survey 2/Dark Energy Survey)
„Es ist eine Überraschung, dass er bis heute unbekannt geblieben ist, wo wir doch bereits eine Million weniger beeindruckender Quasare kennen. Er hat uns bis jetzt buchstäblich ins Gesicht gestarrt“, sagte Christopher Onken, Mitglied des Teams und Wissenschaftler der Australian National University, in der Erklärung.
J0529-4351 wurde ursprünglich im Rahmen der Schmidt Southern Sky Survey entdeckt, die auf das Jahr 1980 zurückgeht, aber es dauerte Jahrzehnte, bis bestätigt wurde, dass es sich um einen Quasar handelt. Große astronomische Durchmusterungen liefern so viele Daten, dass Astronomen maschinelle Lernmodelle benötigen, um sie zu analysieren und Quasare von anderen Himmelsobjekten zu unterscheiden.
Diese Modelle werden auch anhand bereits entdeckter Objekte trainiert, was bedeutet, dass sie Kandidaten mit außergewöhnlichen Eigenschaften wie J0529-4351 übersehen können. Dieser Quasar ist sogar so hell, dass die Modelle ihn übersehen haben, weil sie ihn für einen Stern hielten, der sich relativ nahe an der Erde befindet.
Diese Fehlklassifizierung wurde 2023 entdeckt, als Astronomen feststellten, dass es sich bei J0529-4351 tatsächlich um einen Quasar handelt, nachdem sie mit dem 2,3-Meter-Teleskop des Siding Spring Observatory in Australien einen Blick auf die Region des Objekts geworfen hatten.
Die neue Entdeckung, dass es sich um den hellsten Quasar aller Zeiten handelt, wurde gemacht, als das X-Shooter-Spektrographen-Instrument auf dem Very Large Telescope (VLT) in der Atacama-Wüste in Nordchile J0529-4351 nachging.
Astronomen sind mit J0529-4351 noch nicht fertig.
Das Team geht davon aus, dass das supermassereiche Schwarze Loch im Herzen dieses Quasars sich nahe der Eddington-Grenze ernährt, d. h. dem Punkt, an dem die von ihm ausgehende Strahlung Gas und Staub verdrängen sollte, wodurch die kosmische Speisekammer dieses Schwarzen Lochs abgeschnitten wird.
Um dies zu bestätigen, sind weitere detaillierte Untersuchungen erforderlich. Glücklicherweise ist das gierige supermassive Schwarze Loch jedoch das perfekte Ziel für ein verbessertes GRAVITY + Instrument am VLT, das die Präzision bei hellen Objekten mit hohem Kontrast verbessern wird.
J0529-4351 wird auch mit dem kommenden Extremely Large Telescope (ELT) untersucht werden, das derzeit in der Atacama-Wüste gebaut wird.
Allerdings ist es der Nervenkitzel, etwas Neues und Aufregendes zu finden, der den Leiter des Teams hinter dieser rekordverdächtigen Entdeckung antreibt.
„Ich persönlich mag einfach die Jagd. Für ein paar Minuten am Tag fühle ich mich wieder wie ein Kind, das Schatzsuche spielt, und jetzt bringe ich alles mit, was ich seitdem gelernt habe“, so Wolf abschließend.
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden am Montag (19. Februar) in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.
