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Quasare


Quasare sind mit die hellsten Objekte im Universum und strahlen sehr viel Energie über einen großen Wellenlängenbereich aus.


3c273.jpg

Der Quasar 3C273 (Pfeil) im Sternbild Jungfrau
ist der hellste Quasar am Himmel
Ausschnitt aus dem POSS (30 x 30')
Quelle: Digitized Sky Survey


Geschichte

In den 50er Jahren wurde am Caltech begonnen, einige Radioobjekte aus dem 3C-Katalog im optischen Bereich zu identifizieren. Wegen der geringen Auflösung der Radioteleskope war das nicht einfach. Bei dem Objekt 3C 48 sah man auf einer Aufnahme des 5-Meter Teleskops auf dem Mt. Palomar nur einen schwachen bläulichen Stern. Das war sehr merkwürdig, weil Sterne als Radioquellen nicht bekannt waren. Die einzigen bekannten Radioquellen waren Galaxien oder Supernovae.

Allan Sandage nahm ein Spektrum von 3C 48 auf. Dieses war noch merkwürdiger, denn man sah nur einige Emissionslinien und nicht, wie bei Sternen, dunkle Absorptionslinien. Sterne zeigen normalerweise keine Emissionslinien und so blieben diese Objekte rätselhaft.


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Der Quasar 3C 48 (Pfeil) im Sternbild Dreieck
Ausschnitt aus dem POSS (15 x 15')
Quelle: Digitized Sky Survey


Bald sollte ein anderes Objekt mit der Bezeichnung 3C 273 vom Mond bedeckt werden. Cyril Hazard beobachtete diese Bedeckung mit einem Radioteleskop, bestimmte so die Koordinaten des Objekts und schickte sie an Maarten Schmidt vom Mt. Palomar. Zusammen mit Tom Matthews sah Schmidt auf einigen Fotoplatten an der richtigen Stelle nach und wie bei 3C 48 fanden sie einen schwachen bläulichen Stern. Zusätzlich war noch ein kleiner Strahl zu erkennen, der aus dem Stern hinausragte. Explodierte vielleicht etwas aus diesem sonderbaren Stern heraus?

Im Jahr 1962 nahm Maarten Schmidt ein Spektrum von 3C 273 auf. Wie bei 3C 48 waren einige Emissionslinien sichtbar, die nicht als bekannte Linien zu identifizieren waren. Niemand konnte mit diesem Spektrum etwas anfangen. Als Schmidt sich die Linien intensiver ansah, kamen sie ihm doch irgendwie bekannt vor. Es war die sogenannte Balmerserie des Wasserstoffes. Die beiden anderen Linien sahen aus wie die von Magnesium und Sauerstoff, sie waren aber stark rotverschoben. Und das war der Schlüssel: Die Balmerlinien erschienen an der falschen Stelle im Spektrum, weil sie stark rotverschoben sind!

Schmidt bestimmte die Rotverschiebung der Linien und kam auf 16 Prozent. Das bedeutete, daß dieses Objekt sich mit 15 Prozent der Lichtgeschwindigkeit von uns entfernt und wenn man das auf Hubbles Galaxiengesetz anwendet, kommt man auf eine Entfernung von 2 Milliarden Lichtjahren! Bei dem Objekt 3C 48 wurde eine Rotverschiebung von 37 Prozent ermittelt. Noch war unbekannt, um was es sich bei diesen Objekten handelte. Sie erschienen wie Sterne, waren aber so weit entfernt wie die entferntesten Galaxien. Daher nannte man sie quasi-stellar object (quasistellares Objekt oder kurz QSO), später allgemein Quasare.

1965 wurde ein Quasar gefunden, dessen Rotverschiebung bei 80 Prozent lag. Seine Entfernung betrug nach dem Hubble-Gesetz 10,5 Milliarden Lichtjahre! Wenn sie wirklich so weit entfernt sind, strahlen Quasare etwa hundertmal mehr Energie ab, als eine ganze Galaxie!

Alles wurde noch rätselhafter als man entdeckte, daß Quasare Veränderungen in ihrer Helligkeit im Bereich von Monaten oder sogar Tagen zeigen. Das bedeutet aber, daß die Energiequelle in einem Quasar recht klein sein muß. Bei einer Lichtänderung von einem Tag kann die Lichtquelle nicht größer als ein Lichttag sein, was etwa der Größe unseres Sonnensystems entspricht.


Quasare heute

Quasare sind extrem weit entfernte Objekte, aber woher kommt die gewaltige Energie der Quasare? Tatsache ist, daß Kernenergie, wie sie bei Sternen vorhanden ist, bei weitem nicht ausreicht. Es kann sich bei den Quasaren nur um Gravitationsenergie handeln.

Die heutige allgemeine Ansicht ist, daß Quasare Milliarden von Lichtjahren entfernte Kerne aktiver Galaxien sind. Im Zentrum eines Quasars sitzt ein supermassives Schwarzes Loch, in das Materie einfällt. Weiteres dazu ist hier beschrieben. Wir sehen aufgrund der gewaltigen Entfernung der Quasare nur ihren strahlend hellen Kern und kaum den Rest der Galaxie, der vom Kern überstrahlt wird.

Allerdings senden nur wenige Quasare (etwa 10 Prozent) Radiowellen aus. Die Mehrzahl der Quasare ist radioruhig oder radioleise und sind daher streng genommen ein QSO (quasi-stellar object). Die Bezeichnung Quasar wird aber oft für beide verwendet. Bei letzteren spricht man heute auch von radioleisen Quasaren.


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Der Quasar 1ZW 1 (Pfeil) im Sternbild Fische
Ausschnitt aus dem POSS (15 x 15')
Quelle: Digitized Sky Survey


Evolution der Quasare

Ein Problem ist die Frage wie sich Quasare entwickelt haben. Da das Licht Zeit für seine Ausbreitung braucht, sehen wie die näher liegenden Quasare in einem anderen Entwickungszeitalter als die entfernter liegenden. Auch gab es in der Frühzeit des Universum mehr Quasare wie heute.

Quasare und Seyfert-Galaxien scheinen das selbe zu sein. Letztere sind uns so nahe, daß man auch den Rest der Galaxie sehen kann. Die große Frage ist eher, ob alle Galaxien im Kern ein Schwarzes Loch besitzen?

Wie man heute schon beobachtet hat, scheinen Kollisionen zwischen Galaxien die Aktivitäten von Quasaren anzuregen. Bei einer Kollision zwischen zwei Galaxien wird viel Gas durcheinandergewirbelt und gelangt so auch in die Nähe des zentralen Schwarzen Loches des Quasars. In der Frühzeit des Universums lagen die Galaxien erheblich dichter beeinander und es kam öfter zu Kollisionen zwischen ihnen. Dies scheint diese Hypthese zu bestärken.


Beobachtung von Quasaren

Die hellsten Quasare kann man schon in einem mittelgroßen Amateurteleskop gut beobachten. Aber um selbst die helleren Quasare sicher am Himmel auffinden zu können ist einiges an Geduld erforderlich! Man braucht zunächst eine sehr gute Sternkarte oder ein Sternkartenprogramm, das Sterne bis mindestens 14 mag zeigt, besser noch bis 15 mag. Damit tastet man sich langsam zu dem Sternfeld vor, wo sich der gesuchte Quasar befindet.

Die Helligkeitsangaben von Quasaren sind mit Vorsicht zu genießen. Viele Quasare sind variabel in der Helligkeit, und von den vielen gibt es kaum Lichtkurven.

Der Quasar mit der Bezeichnung 3C 273 ist einer der hellsten am Himmel. Er befindet sich im Sternbild Jungfrau. Seine scheinbare Helligkeit schwankt in 13 Jahren zwischen 12,1 und 13,1 mag. Die folgenden Tabelle nennt die hellsten Quasare und Blazare.


Name Rek. 2000 Dekl. 2000 Stb. Typ mag Mag
MK 421 11 04 27,2 +38 12 32 UMa BL 11,60-
15,50
-22,9
BL Lacerta 22 02 43,3 +42 16 39 Lac BL 12,00 -
16.00
-22,4
3C 273,0 12 29 06,7 +02 03 08 Vir QSO 12,10-
13,10
-26,9
1ES 1959+650 19 59 59,9 +65 08 55 Dra BL 12,80 -24,5
IRAS 01072-0348 01 09 45,1 -03 32 33 Cet QSO 13,00 -24,6
MK 509 20 44 09,7 -10 43 24 Aqr QSO 13,12 -23,3
TON 599 11 59 31,9 +29 14 45 UMa QSO 13,70-
17,30
-28,6
MK 926 23 04 43,5 -08 41 08 Aqr QSO 13,76 -23,1
MK 501 16 53 52,2 +39 45 36 Her BL 13,78 -22,4
HE 1029-1401 10 31 54,4 -14 16 52 Hya QSO 13,86 -24,5
MCG 11-19-006 15 19 21,6 +65 34 40 UMi QSO 13,90 -23,2
1ZW 1 00 53 34,9 +12 41 36 Psc QSO 14,03 -23,4
HS 0624+6907 06 30 02,6 +69 05 03 Cam QSO 14,16 -27,2
PG 1211+143 12 14 17,7 +14 03 13 Com QSO 14,19 -24,0
3C 371,0 18 06 50,7 +69 49 28 Dra BL 14,22 -22,6
KUV 18217+6419 18 21 57,2 +64 20 36 Dra QSO 14,24 -27,1
PG 1351+640 13 53 15,7 +63 45 46 Dra QSO 14,28 -24,1
1ZW 136 21 32 27,8 +10 08 19 Peg QSO 14,30-
14,64
-23,0
1E 0754+395 07 58 00,1 +39 20 30 Lyn QSO 14,36 -24,1
MR 2251-178 22 54 05,9 -17 34 55 Aqr QSO 14,36 -23,0
MK 180 11 36 26,5 +70 09 28 Dra BL 14,49 -22,1
TON 951 08 47 42,5 +34 45 05 Lyn QSO 14,50 -23,1
IRAS 17596+4221 18 01 09,1 +42 21 44 Her QSO 14,50 -23,0
IRAS 21219-1757 21 24 41,7 -17 44 46 Cap QSO 14,50 -24,7
MK 478 14 42 07,5 +35 26 23 Boo QSO 14,58-
15,90
-23,4
PG 1718+481 17 19 38,4 +48 04 13 Her QSO 14,60-
15,30
-29,8
MK 304 22 17 12,2 +14 14 21 Peg QSO 14,60 -23,0
7ZW 118 07 07 13,2 +64 35 59 QSO Cam 14,61 -23,1
MK 1298 11 29 16,7 -04 24 08 AGN Leo 14,61-
15,40
-22,8
PG 1634+706 16 34 29,0 +70 31 33 QSO Dra 14,66-
14,90
-30,3
1E 2124-149 21 27 32,4 -14 46 48 Cap QSO 14,68 -23,0
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