Quasar

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Darstellung eines Quasars

Ein Quasar (Falschfarben)

Ein Quasar ist eine sehr leuchtstarke und meist weit entfernte aktive Galaxie.

Inhaltsverzeichnis

1 Entdeckung und Namensgebung
2 Physikalische Eigenschaften
3 Blazare
4 Videos
5 Weblinks

[Bearbeiten] Entdeckung und Namensgebung

Die Bezeichnung ist die Abkürzung für engl. "quasi-stellar radio source" (quasistellare Radioquelle). Historisch bezeichnete sie kosmische Radioquellen, die in den 1950er Jahren nicht mit Radiogalaxien identifiziert werden konnten, sondern in optischen Beobachtungen blau und sternförmig erschienen. 1963 stellte Maarten Schmidt fest, dass die Radioquelle 3C 273 kein naher Stern ist, sondern mit einer Rotverschiebung von 0.158 im Bereich ferner Galaxien liegt, also nur "quasi" sternartig ist. Spätere Beobachtungen zeigten, dass die hellen sternartigen Quasare doch in die Kerne von Galaxien eingebettet sind, die aber wegen der großen Entfernung schwach erscheinen. Durch die starke Rotverschiebung wurden Quasare aufgrund des kosmologischen Prinzips der Expansion des Weltalls als sehr weit entfernte Objekte erkannt. Diese Folgerung konnte seit der Entdeckung so genannter Gravitationslinsen unabhängig bestätigt werden. Quasare wurden inzwischen bis zu einer Rotverschiebung von 6.43 entdeckt.

Die Bezeichnung QSO für "quasi-stellar object" schließt nicht nur die klassischen "radiolauten" Quasare ein, sondern auch "radioleise" Objekte mit schwacher Radioemission aber sonst ähnlichen Eigenschaften. Häufig wird aber der Begriff Quasar etwas ungenau für beide Klassen benutzt.

[Bearbeiten] Physikalische Eigenschaften

Da Quasare trotz ihrer großen Entfernung relativ hell erscheinen, gehören sie zu den leuchtkräftigsten Objekten im Universum. Nur sehr kurzzeitig hell aufleuchtende Phänomene (Supernova, Gammastrahlenblitz) sind möglicherweise energiereicher. Quasare sind über weite Bereiche der elektromagnetischen Strahlung hell und haben charakteristische Spektren mit sehr breiten Emissionslinien, die in rascher Bewegung befindliches Gas anzeigen.

Quasare gehören wie die schwächeren Seyfertgalaxien zur Klasse der aktiven Galaxien. Die Trennung anhand der Leuchtkraft ist rein historisch bedingt. Nach heutiger Annahme befindet sich im Zentrum aller Galaxien mit einem Bulge ein sehr massereiches Schwarzes Loch, das mehrere Millionen bis Milliarden Sonnenmassen umfassen kann. Aktive Galaxien unterscheiden sich von normalen Galaxien dadurch, dass dieses Schwarze Loch zur Zeit an Masse zunimmt, da Materie aus der umgebenden Galaxie (Interstellares Gas oder zerrissene Sterne) durch die Gravitation des Schwarzen Loches angezogen wird. Dieser Vorgang des Ansammelns von Materie wird in der Astronomie Akkretion genannt. Aufgrund der Drehimpulserhaltung bei der einfallenden Materie kann diese nicht direkt in das Schwarze Loch fallen, so dass sich um es herum eine Akkretionsscheibe bildet. Durch Reibung heizt sich diese Scheibe auf, wobei gleichzeitig Teile der Materie Drehimpuls verlieren und so in das Schwarze Loch fallen können. Die Emission der aufgeheizten Akkretionsscheibe ist das, was man als typische Strahlung des Quasars beobachtet. Sie kann eine Leuchtkraft ähnlich der von vielen Milliarden Sternen erreichen und somit mehr Licht abstrahlen als die gesamte umgebende Wirtsgalaxie. Die leuchtkräftigsten Quasare erreichen bis über 10¹⁴ Sonnenleuchtkräfte.
Sofern die Akkretionsscheibe über ein starkes Magnetfeld verfügt, wird ein kleiner Anteil des Materiestromes in zwei Teile gerissen und in Bahnen entlang der Feldlinien des Magnetfeldes gezwungen. Anschließend werden beide Ströme senkrecht zur Ebene der Akkretionsscheibe (einer auf jeder Seite) mit relativistischer Geschwindigkeit in die umgebende Galaxie und den weiteren Weltraum abgestoßen. Diese sogenannten "Jets", können dann im Radiowellenlängenbereich beobachtet werden. Man unterscheidet in diesem Zusammenhang Quasare in "radio-laute" und "radio-leise" Klassen, je nach Stärke der Radiostrahlung. Allerdings hat sich herausgestellt, dass es vermutlich keine wirklichen Klassen, sondern einen kontinuierlichen Übergang in Radioeigenschaften gibt.

[Bearbeiten] Blazare

Eine Untergruppe der Quasare, die Optically Violently Variable (OVV) - Quasare mit besonders raschen und starken Helligkeitsvariationen rechnet man zusammen mit den BL-Lac-Objekten zur Gruppe der sogenannten Blazare. Bei ihnen geht man von einem Winkel zwischen Beobachtungsrichtung und Jetachse von höchstens wenigen Grad aus. Durch relativistische Effekte können bei diesen Objekten die fast mit Lichtgeschwindigkeit auf uns zulaufenden Jets auch in den höchstenergetischen Bereichen des Spektrums "gesehen" werden. Durch das extrem schnelle Abströmen der Materiejets kommt es im Kernbereich mancher Quasare zu einem Unterdruck, relativistische Inversion genannt. Das unregelmäßige Akkretieren neuer Materie verstärkt die Variabilität. Mit den Experimenten EGRET (GeV-Bereich) und COMPTEL (MeV-Bereich) auf dem Compton Gamma Ray Observatory wurden zehn Objekte gefunden, die in beiden Bereichen des Spektrums leuchten. Eine ähnliche Verknüpfung wie zwischen Quasaren und Blazaren wird zwischen Quasaren und Radiogalaxien vermutet, bei denen die Jetachse fast senkrecht zur Beobachtungsachse liegt. Diese Beziehungen sind Beispiele "vereinheitlichter" Modelle, in denen verschiedene Arten aktiver Galaxienkerne durch unterschiedliche Beobachtungrichtungen auf gleichartige Objekte erklärt werden.