Quasare – die „hellsten und mächtigsten Objekte im Universum“ – werden gezündet, wenn Galaxien kollidieren. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie eines internationalen Teams von Astronomen unter der Leitung der Universitäten Hertfordshire und Sheffield. Für Astrophysiker ist es wichtig zu verstehen, wie Quasare ausgelöst werden und entstehen, da sie durch ihre Helligkeit auch aus der Ferne und vor langer Zeit auffallen.
Angesichts dessen können Quasare als Leuchtfeuer aus den frühesten Epochen des Universums fungieren.
Erstmals 1964 beschrieben, sind Quasare – kurz für „quasi-stellare Radioquellen“ – extrem leuchtende aktive galaktische Kerne.
Sie leuchten so hell wie eine Billion Sterne, die in einem Volumen von der Größe unseres eigenen Sonnensystems verpackt wären, aber was solch starke Emissionen auslösen könnte, ist seit fast sechs Jahrzehnten eine Quelle anhaltender Rätsel.
Nun könnte jedoch eine Erklärung in Daten gefunden worden sein, die von den Isaac-Newton-Teleskopen am Roque de los Muchachos-Observatorium auf La Palma auf den Kanarischen Inseln gesammelt wurden.
Die Forscher identifizierten verzerrte Strukturen in den äußeren Regionen jener Galaxien, in denen Quasare leben – Merkmale, die auf galaktische Fender-Bender hinweisen.
Im Herzen der meisten Galaxien befinden sich supermassereiche Schwarze Löcher – gewaltige Ansammlungen von Materie, die Millionen oder sogar Milliarden Sonnenmassen wiegen.
Diese konzentrierte Materie verzerrt das eigentliche Gefüge der Raumzeit und schafft in ihrem Herzen eine Singularität, in der die Schwerkraft so stark ist, dass nicht einmal Licht schnell genug ist, um zu entkommen.
Galaxien neigen auch dazu, enorme Mengen an Gas zu enthalten. Dieses Material umkreist das galaktische Zentrum typischerweise in einer Entfernung, die groß genug ist, dass es für das supermassereiche Schwarze Loch „außer Reichweite“ ist.
Wenn Galaxien jedoch kollidieren, wird dieses Gas in Richtung der Galaxienkerne getrieben – und wenn es auf das Loch zufällt, wird es durch Reibung erhitzt und emittiert Strahlung. Das Team glaubt, dass dies die charakteristische Brillanz von Quasaren antreibt.
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Der Autor und Astrophysiker Dr. Jonny Pierce von der University of Hertfordshire sagte: „Es ist ein Gebiet, über das Wissenschaftler auf der ganzen Welt unbedingt etwas lernen möchten.
„Eine der wichtigsten wissenschaftlichen Motivationen für das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA war die Erforschung der frühesten Galaxien im Universum.
„Und Webb ist in der Lage, Licht selbst der entferntesten Quasare zu erkennen, das vor fast 13 Milliarden Jahren emittiert wurde.
„Quasare spielen eine Schlüsselrolle für unser Verständnis der Geschichte des Universums und möglicherweise auch der Zukunft der Milchstraße.“
Wie Dr. Pierce und seine Kollegen erklären, kann die Zündung eines Quasars um ein supermassereiches Schwarzes Loch Folgen für die gesamte Galaxie haben, die es umgibt.
Diese Emission kann tatsächlich den Rest des Gases aus der Galaxie treiben und sie daran hindern, für Milliarden von Jahren in der Zukunft neue Sterne zu bilden.
Die neue Studie ist das erste Mal, dass eine so große Stichprobe von Quasaren – insgesamt 48 – mit dieser Empfindlichkeit abgebildet wurde.
Durch den Vergleich dieser galaktischen Kerne mit ihren nicht aktiven Gegenstücken kam das Team zu dem Schluss, dass Galaxien, die Quasare beherbergen, mit etwa dreimal höherer Wahrscheinlichkeit mit anderen Galaxien interagieren oder direkt mit ihnen kollidieren als solche ohne.
Der Co-Autor der Veröffentlichung und Astronom Professor Clive Tadhunter von der University of Sheffield sagte: „Quasare sind eines der extremsten Phänomene im Universum.
„Was wir sehen, repräsentiert wahrscheinlich die Zukunft der Milchstraße, wenn sie in fünf Milliarden Jahren mit der Andromeda-Galaxie kollidiert.
„Es ist aufregend, diese Phänomene zu beobachten und endlich zu verstehen, warum sie auftreten – aber zum Glück wird die Erde für eine ganze Weile nicht in der Nähe eines dieser apokalyptischen Ereignisse sein.“
Die vollständigen Ergebnisse der Studie wurden in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.