Was ist ein Quasar?

Quasare (QUASi-stellAR-Radarquellen) sind gigantische Leuchtkörper, die zwischen 780 Millionen und 13 Milliarden Lichtjahre entfernt und entsprechend alt sind. Es wird angenommen, dass es sich um aktive galaktische Kerne handelt, die ein zentrales supermassives Schwarzes Loch enthalten. Die hellsten Quasare sind 2 Billionen Mal heller als unsere Sonne oder ungefähr 100 Milchstraßengalaxien. Ihre Lichtleistung ist kontinuierlich, kann jedoch in Zeiträumen von Jahren, Monaten, Wochen, Tagen oder sogar Stunden in ihrer Intensität schwanken, was darauf hindeutet, dass sie ziemlich dicht sind.

Noch in den 1980er Jahren gab es unter Astrophysikern erhebliche Meinungsverschiedenheiten darüber, was Quasare wirklich sind. Ein wissenschaftlicher Konsens ergab sich, als festgestellt wurde, dass einige Quasare von Galaxien umgeben sind, was die Theorie des aktiven galaktischen Kerns begründete. Es wurde berechnet, dass Quasare, um die Lichtmenge zu erzeugen, von supermassiven Schwarzen Löchern angetrieben werden müssen, die zwischen 10 und 1000 Sonnenmassen pro Jahr schlucken. In der Akkretionsscheibe eines solchen Schwarzen Lochs werden überhitzte Gase auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, wobei enorme Mengen elektromagnetischer Wellen freigesetzt werden, wenn große Teile der Masse direkt in Energie umgewandelt werden. In solchen Scheiben werden etwa 10% der Materie in Energie umgewandelt, während bei Fusionsreaktionen in typischen Sternen nur 0,7% der Masse in Energie umgewandelt werden.

Es wird angenommen, dass Quasare relativistische Jets von ihren Drehpolen ausstrahlen, wie ihre kleineren Cousins ​​die Pulsare. 1979 wurden Quasare verwendet, um Einsteins Relativitätstheorie durch Beobachtungen von Gravitationslinseneffekten zu bestätigen, wenn das Quasarlicht zur Erde wanderte. Während anfangs angenommen wurde, dass alle Quasare "radioaktiv laut" sind und ihre Bezeichnung als Radioquelle angeben, ergaben spätere Beobachtungen, dass nur eine Minderheit (etwa 10%) der Quasare reichlich Radioenergie abgibt. "Funkstille" Quasare werden als QSOs (quasi-stellare Objekte) bezeichnet und spielen eine äußerst wichtige Rolle bei Untersuchungen des frühen Universums und der Entstehung von Sternen und Galaxien.

Frühe Strukturen wie Quasare könnten als "Geburtswehen" von Galaxien interpretiert werden. Im frühen Universum waren die Gase gleichmäßiger verteilt, sodass ein neu gebildetes Schwarzes Loch reichlich Gelegenheit hätte, umliegende Materie einzusaugen. Unser eigenes supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße enthält zum Beispiel etwa 3,7 Millionen Sonnenmassen, obwohl es mit viel weniger Masse begann. Es ist seit Milliarden von Jahren damit beschäftigt, andere Sterne aufzusaugen, aber der intensivste Sternverbrauch ist wahrscheinlich in seiner frühen Geschichte aufgetreten. Dies erklärt, warum wir im modernen Universum keine Quasare sehen, diese aber in älteren Regionen leicht zu beobachten sind.