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FERMI
Blazare in Rekordentfernung
von Stefan Deiters
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1. Februar 2017

Mithilfe des NASA-Gammastrahlenteleskops Fermi haben Astronomen die bislang am weitesten entfernten Gammastrahlen-Blazare aufgespürt. Den Rekordhalter unter diesen aktiven Galaxien mit einem supermassereichen Schwarzen Loch sehen wir zu einer Zeit, als das Universum gerade einmal 1,4 Milliarden Jahre alt war. Die Funde passen nicht recht zu der Theorie über die Entstehung solcher Objekte.

Blazar

Künstlerische Darstellung eines Blazars. Bild: M. Weiss / CfA  [Großansicht]

Astronomen haben mit dem Weltraum-Gammastrahlenteleskop Fermi der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA den bislang entferntesten Blazar aufgespürt, der sich im Gammastrahlenbereich beobachten lässt. Wir sehen das System zu einer Zeit, als das Universum gerade einmal 1,4 Milliarden Jahre alt war und damit nur etwa zehn Prozent seines heutigen Alters hatte.

Bei Blazaren handelt es sich um die Zentren von entfernten Galaxien, in denen sich aktive supermassereiche Schwarze Löcher verbergen. Aktiv bedeutet, dass diese Schwarzen Löcher gerade große Mengen an Material verschlingen. Bevor dieses jedoch im Schwarzen Loch für immer verschwindet, sammelt es sich in einer sogenannten Akkretionsscheibe, die sich auf enorme Temperaturen aufheizt. Diese ist für die Strahlung verantwortlich, die man von solchen Objekten beobachten kann.

Senkrecht zu dieser Akkretionsscheibe bilden sich in der Regel zwei sogenannte Jets aus, also eng gebündelte Partikelstrahlen. Das Material in diesen Jets wird fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Bei Blazaren ist einer dieser Jets direkt auf die Erde gerichtet.

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Die nun mithilfe von Fermi aufgespürten Blazare müssen zwar vergleichsweise jung sein, sind trotzdem aber alles andere als "Leichtgewichte": "Trotz ihrer Jugend finden sich in diesen entfernten Blazaren einige der massereichsten Schwarzen Löcher, die wir kennen", so Roopesh Ojha vom NASA Goddard Space Flight Center, der die Beobachtungen bei einem Treffen der American Physical Society am Montag in Washington vorstellte. "Dass sie sich so früh in der kosmischen Geschichte entwickeln konnten, ist eine Herausforderung für die aktuellen Theorien über die Entstehung und das Wachstum von supermassereichen Schwarzen Löchern, und wir wollen noch mehr solche Objekte aufspüren, um die Prozesse besser zu verstehen."

Blazare machen etwa die Hälfte aller Gammastrahlenquellen aus, die mit dem Weltraumteleskop Fermi entdeckt worden sind. Den bisherigen Entfernungsrekordhalter sehen wir zu einer Zeit, in der das Universum etwa 2,1 Milliarden Jahre alt war. Die Astronomen um Ojha haben in den letzten Monaten eine gezielte Suche nach weit entfernten Blazaren in den Daten des Large Area Telescope von Fermi durchgeführt. Eine solche Suche war erst nach einer 2015 erfolgten verbesserten Neuprozessierung der gesamten bislang gesammelten Daten des Large Area Telescope möglich.

Die Wissenschaftler entdeckten auf diese Weise fünf bislang unbekannte Blazare, die wir in einer Zeit sehen, in der das Universum zwischen 1,4 und 1,9 Milliarden Jahre alt war. "Nachdem wir diese Quellen gefunden hatten, haben wir alle Daten in anderen Wellenlängenbereichen zusammengetragen, um Eigenschaften wie die Masse der Schwarzen Löcher, die Helligkeit der Akkretionsscheibe und die Stärke der Jets zu bestimmen", erklärt Vaidehi Paliya von der Clemson University in South Carolina, einer der Leiter des Teams.

Zwei der Blazare verfügen offenbar über Schwarze Löcher mit einer Masse von mindestens einer Milliarde Sonnenmassen. Alle Objekte haben eine extrem helle Akkretionsscheibe, die ungeheure Energien aussendet. Es muss also einen ständigen Strom von Materie auf die jeweiligen Schwarzen Löcher geben. Wie so massereiche Schwarze Löcher aber so schnell entstehen konnten, ist den Astronomen bislang ein Rätsel.

Sie suchen nun nach weiteren Exemplaren dieser gewaltigen aktiven Galaxien. "Wir glauben, dass Fermi nur die Spitze des Eisbergs entdeckt hat, es sich hier also nur um die ersten Beispiele für eine Galaxienpopulation handelt, die man zuvor im Gammastrahlenbereich nicht beobachten konnte", so Marco Ajello von der Clemson University, der zweite Leiter des Teams.

Über ihre Beobachtungen berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal Letters erscheinen soll.

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siehe auch
Fermi & WISE: Zahlreiche neue Blazar-Kandidaten - 29. August 2016
Blazare: Schwarze Löcher heizen das Universum - 21. Mai 2012
WISE: Ein Himmel voller Blazare - 13. April 2012
Links im WWW
Fermi, Webseite der NASA
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