Quasar stellt neuen Entfernungsrekord auf

Astronomen haben den bislang entferntesten Quasar entdeckt – das Licht dieses aktiven Galaxienkerns brauchte mehr als 13 Milliarden Jahre bis zur Erde. Im Zentrum des Quasars befindet sich ein Schwarzes Loch mit 800 Millionen Sonnenmassen. Demnach existierten bereits 690 Millionen Jahre nach dem Urknall supermassereiche Schwarze Löcher im Kosmos, so die beteiligten Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“. Der neue Fund liefere wertvolle Informationen über die frühe Geschichte des Universums.

Seit dem Urknall vor 13,79 Milliarden Jahren dehnt sich das Universum aus – und mit ihm das Licht, das von fernen Himmelsobjekten zur Erde gelangt. Dadurch vergrößert sich die Wellenlänge der Strahlung, sie wird „rotverschoben“. Aus dieser Rotverschiebung können Astronomen ermitteln, wie lange das Licht unterwegs war. Im Fall des neu entdeckten Quasars ergeben sich 13,1 Milliarden Jahre, was einer Rotverschiebung von 7,54 entspricht. Der bisherige Rekordhalter weist einen Wert von 7,09 auf. Damit blicken die Astronomen zugleich in die Vergangenheit: Den nun beobachteten Galaxienkern zeigen die Aufnahmen so, wie er 690 Millionen Jahre nach dem Urknall ausgesehen hat.

„Das Objekt besitzt eine extrem große Masse – und das Universum ist noch so jung, da sollte so etwas noch gar nicht existieren“, beschreibt Robert Simcoe vom Massachusetts Institute of Technology in den USA. „Das Universum war noch nicht alt genug, um derart große Schwarze Löcher zu produzieren.“ Im heutigen Kosmos entstehen Schwarze Löcher durch den Kollaps massereicher Sterne, wenn diese ihren Vorrat an nuklearem Brennstoff aufgebraucht haben. Aber 690 Millionen Jahre reichen nicht, um solche stellaren zu supermassereichen Schwarzen Löchern anwachsen zu lassen. Im jungen Kosmos müsse es also Prozesse geben, so vermuten die Forscher, die Schwarze Löcher zumindest mit der zehntausendfachen Sonnenmasse erzeugen.

Der untersuchte Quasar bietet zudem Einblick in eine für Astronomen besonders interessante Phase der kosmischen Entwicklung. Etwa 380 000 Jahre nach dem Urknall hatte sich der Kosmos so weit abgekühlt, dass sich neutrale Wasserstoffatome bilden konnten. Das Universum war dann zunächst dunkel und undurchsichtig. Erst mit der Entstehung der ersten Sterne und Galaxien durchdrang wieder Strahlung das Weltall und reionisierte das Wasserstoffgas. Genau in dieser Ära der Reionisierung befindet sich der neu entdeckte Quasar: Etwa die Hälfte des Wasserstoffs in seiner Umgebung ist noch neutral und damit nicht ionisiert.

Theoretische Modelle sagen voraus, dass es über den gesamten Himmel verteilt bis zu hundert Quasare mit supermassereichen Schwarzen Löchern aus der Ära der Reionisierung geben sollte. Simcoe und seine Kollegen wollen weiter nach derartigen Objekten suchen, um so Aufschluss über die Entstehung der ersten Sterne und die bislang rätselhafte Entstehung der supermassereichen Schwarzen Löcher zu erhalten.