• vom 13.01.2012, 15:00 Uhr

Forschung


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Signale vom Rand des Universums




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Von Christian Pinter

  • Die Erforschung der "quasistellaren Radioquellen", "Quasare" genannt, ist spannend wie ein Krimi. Die Hauptrolle dabei spielen die rätselhaften Schwarzen Löcher.

So mag man sich die rotierende Akkretionsscheibe um ein Schwarzes Loch vorstellen. Rechtwinkelig dazu schießen ultrahelle Jets ins All - und diese gesamte Struktur nennt man "Quasar".

So mag man sich die rotierende Akkretionsscheibe um ein Schwarzes Loch vorstellen. Rechtwinkelig dazu schießen ultrahelle Jets ins All - und diese gesamte Struktur nennt man "Quasar".© NASA / ESA So mag man sich die rotierende Akkretionsscheibe um ein Schwarzes Loch vorstellen. Rechtwinkelig dazu schießen ultrahelle Jets ins All - und diese gesamte Struktur nennt man "Quasar".© NASA / ESA

Als der US-Physiker Karl Jansky 1931 erstmals Rauschen aus dem All auffing, legte er das Fundament für die Radioastronomie. Sie stieß mit zunehmend empfindlicheren Empfängern auf immer mehr Funkquellen: Neben ausgedehnten Sendern wie dem Zentrum unserer Milchstraße gingen auch punktförmig anmutende Quellen ins Netz. Deren Natur gab Rätsel auf.


1959 nennt der britische "Third Cambridge Catalogue" (kurz "3C") bereits 471 außerirdische Signalquellen. Im folgenden Jahr macht Allan Sandage ein Sternchen am mutmaßlichen Ort der Radioquelle 3C48 aus. Eine ähnliche Sichtung gelingt beim Radioobjekt 3C273: Hier zeigen die optischen Teleskope einen Lichtpunkt, der 330 mal zarter ist als die schwächsten, gerade noch freiäugig erkennbaren Sterne. Er liegt im Sternbild "Jungfrau" und wird später auch die Bezeichnung "HIP 60936" tragen. Ein Verdacht kommt auf: Stammt das starke Radiorauschen womöglich von diesem Stern?

Noch fehlt den Empfangsanlagen die nötige Trennschärfe, um das zu klären. 1962 hilft "Kommissar Zufall": Der Mond zieht mehrmals vor 3C273 vorbei. Der britische Astronom Cyril Hazard richtet die 64 Meter weite, gerade vollendete Antennenschüssel des Radioteleskops im australischen Parkes darauf. Hinter dem Mondrand verschwunden, verstummt das Signal stets schlagartig. Die Bedeckungszeitpunkte verraten die Position des Senders mit unerreichter Präzision. Nun weiß man: 3C273 ist wirklich identisch mit "HIP 60936"!

Man kann fortan also auch das Licht der Radioquelle untersuchen. Sofort wird auf alten Fotoplatten gefahndet, diesmal im US-amerikanischen Cambridge und in Heidelberg. Die Aufnahmen reichen bis 1887 zurück und lassen unregelmäßige Helligkeitsausbrüche innerhalb weniger Monate erkennen: Ein Beweis, dass es sich um ein extrem kleines Objekt handeln muss.

Dem Astronomen Maarten Schmidt gelingt es sogar, das Spektrum aufzunehmen. Alle Spektrallinien sind überraschend stark ans rötliche Ende verschoben, was ein wahnwitziges Tempo anzeigt. Das Objekt rast offenbar mit 180 Millionen km/h von uns fort, einem Sechstel der Lichtgeschwindigkeit! Schmidt und 400 andere Himmelskundler treffen einander im Dezember 1963 im texanischen Dallas, um solche atemberaubenden Entdeckungen zu diskutieren. Dabei wird der griffige Name "Quasare" für die sternähnlich anmutenden Objekte geprägt - eine Kurzform von "quasistellare Radioquellen" (lateinisch quasi, gleichsam; stella, Stern).

Verständnisprobleme
1965 hält man bereits bei zehn bekannten Quasaren. Doch deren rasante Geschwindigkeit macht Probleme. Längst weiß man: Je weiter eine fremde Milchstraße von uns entfernt ist, desto dramatischer fällt ihre Rotverschiebung aus. Das scheinbare Davonrasen der Galaxien ist Folge der kosmischen Expansion: Sie lässt die Abstände zwischen den Galaxienhaufen beständig wachsen. Die Rotverschiebung wird somit zum Zollstock, der weite Distanzen im Kosmos misst.

Demnach wären Quasare aber Milliarden Lichtjahre von uns entfernt. In solchen Abständen erkennt man fremde Galaxien nur mit Mühe - obwohl die doch jeweils ganze Heerscharen von Sternen umfassen. Wie sollte ein Quasar, klein wie unser Sonnensystem, mit dem gemeinsamen Glanz von etlichen Galaxien rittern? Wie könnte er die Helligkeit von tausend Milliarden Sonnen übertrumpfen?

Nicht wenige Astronomen reagieren mit Kopfschütteln. Die Quasare, so werfen Skeptiker ein, müssten uns in Wahrheit einfach näher stehen, als ihre Rotverschiebung glauben macht. Dann aber wäre dieser Zollstock trügerisch, ja vielleicht die ganze Urknalltheorie falsch. Wären Quasare hingegen wirklich so weit entfernt, bräuchte es geradezu unglaublicher Mechanismen, um ihre Leuchtkraft zu erklären.

Manche Theoretiker malen sogar Zusammenstöße von Galaxien aus Materie und Antimaterie an die Wand. Andere hingegen spekulieren mit höchst hypothetischen Kettenreaktionen, bei denen eine Supernova-Explosion die nächste auslösen soll. All das wirkt viel zu phantastisch. Nichts davon überzeugt die Forschergemeinde.

An der erwähnten Tagung in Dallas hat auch der US-Physiker John Wheeler teilgenommen. Ihn fasziniert eine äußerst exotische Konsequenz der Allgemeinen Relativitätstheorie: Demnach sollte es Objekte mit extremen Anziehungskräften geben, denen nicht einmal mehr das unübertroffen schnelle Licht entkommt. 1967 verwendet Wheeler dafür den Begriff "Schwarze Löcher".

Todeszonen
In den Siebzigerjahren machen Großteleskope klar: Quasare stecken im Kern von ausladenden Milchstraßen, die nur ihrer enormen Erddistanz wegen bisher unentdeckt geblieben sind. Es handelt sich um Extremfälle sogenannter "Aktiver Galaxien": Hier sendet das winzige Zentrum sehr viel mehr Strahlung aus, als die ganze, vielleicht 100.000 Lichtjahre weite Welteninsel.

Fast jede Milchstraße trägt ein supermassereiches Schwarzes Loch in ihrem Herzen. Ein solcher Finsterling übt die Anziehungskraft von Millionen bis Milliarden Sonnen aus. Kommt ihm ein Stern zu nahe, wird er zerrissen. Sein Gas erfährt eine enorme Beschleunigung und stürzt daher nicht sofort ins Loch. Vielmehr spiralt das Raubgut zunächst in einer wachsenden Akkretionsscheibe (lat. accretio, Zunahme) um das Monster herum. Dabei entwickelt das Gas ein Höllentempo.

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Copyright © Wiener Zeitung Online 2018
Dokument erstellt am 2012-01-12 18:35:10
Letzte Änderung am 2012-01-13 13:11:54


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