Quasare: Wohin verschwinden die Gaswolken?

University Park (USA) – Gaswolken in der Umgebung von Quasaren verschwinden mitunter innerhalb weniger Jahre. Systematische Beobachtungen eines internationalen Forscherteams haben nun Licht in dieses bislang rätselhafte Phänomen gebracht. Die von den Astronomen analysierten Daten zeigen, dass innerhalb von drei Jahren bei drei Prozent aller Quasare eine Gaswolke verschwindet. Als Ursache dafür sehen die Wissenschaftler die Bewegung der Gaswolken: Typischerweise liege eine Wolke ein Jahrhundert lang in der Sichtlinie der irdischen Beobachter, so die Astronomen im Fachblatt „Astrophysical Journal“.

Nahezu alle Galaxien beherbergen in ihrem Zentrum ein supermassereiches Schwarzes Loch. Der Einfall von Materie in das Schwarzes Loch lässt das Zentrum einer Galaxie hell als Quasar aufleuchten. Die Umgebung eines solchen Quasars ist ständig in Bewegung: Die einfallende Materie sammelt sich zunächst in einer rasant rotierenden Scheibe um das Schwarze Loch. Ein Teil der Materie fällt nicht in das Schwarze Loch hinein sondern rast durch Magnetfelder gebündelt in so genannten Jets Hunderttausende von Lichtjahren weit ins All hinaus. Die starke Strahlung der aufgeheizten Scheibe führt außerdem zu einem starken „Wind“, der Gas mit Geschwindigkeiten von mehreren tausend Kilometern pro Sekunde hinausbläst.

Etwa 15 Prozent aller Quasare zeigen zudem Anzeichen für die Existenz dichter Gaswolken in ihrer Umgebung, deren Herkunft bislang ungeklärt ist – vielleicht stammen sie aus der rotierenden Scheibe, vielleicht sind es auch Überreste im Schwerefeld des Schwarzen Lochs zerrissener Sterne. Zu ihrer Überraschung haben Astronomen in einigen Fällen beobachtet, dass solche Gaswolken innerhalb weniger Jahre zu verschwinden scheinen. Diesem Phänomen sind Filiz Ak von der Pennsylvania State University und ihre Kollegen nun auf den Grund gegangen. Dazu nutzte das Team die seit 1998 im Rahmen des Sloan Digital Sky Survey, einer groß angelegten Himmelsdurchmusterung, gesammelten Beobachtungsdaten von 582 Quasaren mit Gaswolken.

Bei 19 dieser Objekte stießen sie auf Gaswolken, die innerhalb des Beobachtungszeitraums verschwunden waren. „Jetzt wissen wir, dass diese Strukturen regelmäßig verschwinden“, so Ak, „aber warum passiert das?“ Die einfachste Erklärung dafür sei die Bewegung in der Umgebung des Quasars, erklären die Forscherin und ihre Kollegen. Die rasante Rotation der Materiescheibe und die hohe Geschwindigkeit des Gas-Winds tragen danach gemeinsam dazu bei, die dichten Gaswolken aus der Sichtlinie zu bewegen. Theoretische Modelle des Winds und der Gaswolken müssen die Zeitskala dieser Bewegung künftig berücksichtigen, betont das Team.