Im Universum existieren Milliarden und Abermilliarden von Galaxien, von denen jede ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften und Merkmale besitzt. Einige dieser Galaxien sind besonders auffällig aufgrund ihrer spektakulären Helligkeit, welche sie als Quasar-Galaxien bezeichnet. Diese Galaxien werden von einem aktiven supermassiven Schwarzen Loch angetrieben, das Material in unglaublicher Geschwindigkeit verschlingt und einige der hellsten Lichter des Universums im elektromagnetischen Spektrum aussendet. Die Astronomie-Community rätselt schon seit vielen Jahren darüber, warum Quasare eine so extreme Aktivität aufweisen.

Quasare entstehen durch Verschmelzung

Dank einer aktuellen Studie unter der Leitung des Astrophysikers Jonny Pierce von der University of Hertfordshire ist die Wissenschaft bei der Lösung dieses Rätsels einen großen Schritt weitergekommen. Das Team untersuchte nahe gelegene Quasar- und Nicht-Quasar-Galaxien und entdeckte, dass die Aktivität in den meisten Fällen durch die Kollision und Verschmelzung zweier Galaxien ausgelöst wird.

Die Forschungsarbeit liefert wichtige Erkenntnisse über die Entstehung und Entwicklung von Galaxien und ihren zentralen Schwarzen Löchern. Wenn sich ein Schwarzes Loch von Material in seiner Umlaufbahn ernährt, heizt es das Material auf unglaubliche Temperaturen auf, sodass es im gesamten Spektrum leuchtet.

Quasare sind supermassereiche Schwarze Löcher, die mit der maximal möglichen Geschwindigkeit Material ansammeln; würde das Material noch heller werden, würde der nach außen gerichtete Strahlungsdruck das Material zurück ins All drücken.

„Eines der extremsten Phänomene im Universum“

Die Frage war schon immer, woher das Material kommt, und das zu untersuchen war eine Herausforderung. Die Strukturen sind normalerweise zu klein, um sie in den Entfernungen der meisten Quasare zu sehen, und die galaktischen Zentren leuchten zu hell, um viele Details zu erkennen. Die Ereignisse, die die Quasaraktivität auslösen, dauern wahrscheinlich viel länger, als die Quasaraktivität andauert, was ihre Untersuchung noch schwieriger macht.

„Quasare sind eines der extremsten Phänomene im Universum, und was wir sehen, wird wahrscheinlich die Zukunft unserer eigenen Milchstraße darstellen, wenn sie in etwa fünf Milliarden Jahren mit der Andromeda-Galaxie kollidiert“, erklärt der Astrophysiker Clive Tadhunter von der University of Sheffield.

• Auch interessant: Größter Quasar seit dem Urknall – Entdeckung stört grundlegende Theorien

48 Quasare untersucht

In früheren Studien wurden Populationen von Quasaren untersucht. Galaxienkollisionen wurden damals als mögliche Ursache für die Quasaraktivität genannt. Die Schlussfolgerungen waren jedoch nicht eindeutig. Deshalb untersuchten Pierce, seine Kolleginnen und Kollegen 48 nahe gelegene Quasare im Umkreis von etwa 3,5 Milliarden Lichtjahren genauer und verglichen sie mit 100 ähnlichen Galaxien ohne Quasaraktivität.

Die Forschenden fanden heraus, dass zwei Drittel der Quasare in ihrer Stichprobe Anzeichen einer Gravitationsstörung durch eine Begegnung mit einer anderen Galaxie aufwiesen, dreimal so viel wie bei den Nicht-Quasar-Galaxien.

„Es ist aufregend, diese Ereignisse zu beobachten und endlich zu verstehen, warum sie auftreten“, so Tadhunter, „aber zum Glück wird die Erde noch lange nicht in der Nähe eines solchen apokalyptischen Ereignisses sein“.

Grundlage für künftige Forschung

Wenn zwei Galaxien miteinander kollidieren, werden riesige Mengen an Gas durch die Schwerkraft in Richtung des supermassiven Schwarzen Lochs gezogen, sodass es mit frischem Material überschwemmt wird. Interessanterweise stellte das Team fest, dass sich viele der beobachteten gestörten Quasare noch in der Phase vor der Verschmelzung befanden, was zeigt, dass Gasströme zum galaktischen Zentrum Quasaraktivitäten auslösen können, lange bevor die beiden Galaxienkerne verschmelzen.

Unbekannt ist bislang auf welche andern Arten abseits einer Kollision Quasare entstehen könnten. Um das herauszufinden braucht es weitere Untersuchungen. Die Arbeit von Pierce und seinem Team könnte ihnen jedoch eine stabile Grundlage liefern.

Quelle: „Galaxy interactions are the dominant trigger for local type 2 quasars“ (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2023); University of Sheffield

Seit dem 24. Februar 2022 herrscht Krieg in der Ukraine. Hier kannst du den Betroffenen helfen.