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Quasar

 

[Kurzwort für quasistellares (Objekt), »sternähnliches (Objekt)«] der, -s/-e, aktives extragalaktisches Sternsystem, dessen Kern im sichtbaren Spektralbereich das Restsystem stark überstrahlt, wodurch das Gesamtsystem bei einer Abbildung wie ein Stern (»quasistellar«) erscheint. Quasare sind zum Teil starke (veränderliche) Radioquellen. Als solche wurden sie zuerst entdeckt und entsprechend quasistellare Radioobjekte (Abkürzung QSO) oder quasistellare Radioquellen (Abkürzung aus dem Englischen QSS) genannt. Bei nahen Quasaren kann zum Teil das den aktiven Galaxienkern umgebende Restsystem als schwacher Lichtsaum beobachtet werden. Bei Quasaren mit starker Radiostrahlung (»radiolaute« Quasare) gleicht dieses im Allgemeinen einem elliptischen Sternsystem, bei »radioleisen« Quasaren eher einem Spiralsystem. Bei weit entfernten Quasaren sind die Restsysteme wegen ihrer geringen Winkelausdehnung nicht beobachtbar. Die Entfernung eines Quasars ergibt sich aus der Rotverschiebung z der vom Quasar stammenden Emissionslinien, die einem durch Synchrotronstrahlung verursachten Kontinuum überlagert sind, und für große z-Werte aus dem angenommenenWeltmodell. Zusätzlich findet man Absorptionslinien, die vermutlich in vom Quasarkern mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßener Materie entstehen, und Absorptionslinien, die dem Quasarlicht durch Vordergrundgalaxien v. a. aber von einzelnen, im Wesentlichen aus neutralen Wasserstoff bestehenden, intergalaktischen Gaswolken aufgeprägt werden; sie bilden den so genannten »Lyman-alpha-Wald« in den Spektren weit entfernter Quasare. Die scheinbare Helligkeit eines Quasars kann sich innerhalb von Wochen bis mehreren Jahren um zum Teil mehrere Größenklassen ändern. Quasare werden im Allgemeinen mit QSO und ihren Koordinaten benannt, z. B. gibt beim QSO 0957+561 die erste Zahl der Rektaszension (0,9^h57^min), die zweite die Deklination (+56,1º) an, zum Teil werden sie auch mit der Bezeichnung benannt, die sie als Radioquellen tragen, z. B. handelt es sich bei 3C 345 um die im 3. von der Universität Cambridge (Großbritannien) herausgegebenen Katalog an 345. Stelle angeführten Radioquelle.

 

Die Radiostrahlung der Quasare ist Synchrotronstrahlung, die von einer Zentralquelle ausgeht. Viele der »radiolauten« Quasare haben zusätzlich noch eine symmetrische, zum sichtbaren Quasar aber weit außerhalb von ihm gelegene Radiodoppelquelle. Diese sind für Radiogalaxien und BL-Lacertae-Objekte typische Erscheinungen. Sie weisen auf eine Verwandtschaft der Quasare mit anderen aktiven Sternsystemen hin.

 

Aus den gemessenen Strahlungsströmen und Entfernungen ergeben sich unter der (vermutlich unzutreffenden) Annahme einer isotropen Ausstrahlung Strahlungsleistungen für die Quasare von bis zu 10¹⁵ Sonnenleuchtkräften, was die normaler Sternsysteme um etwa das 10 000fache übertrifft. Wahrscheinlich erfolgt die Ausstrahlung in einen schmalen Raumbereich hinein, sodass die abgestrahlte Strahlungsleistung einen oberen Grenzwert darstellt. Die strahlenden Zentralregionen haben eine Ausdehnung von nur etwa 0,01 bis 1 pc, wie aus Radiointerferometerbeobachtungen naher Quasare und aus der Zeitdauer von Helligkeitsvariationen hervorgeht.

 

Die gegenwärtigen Quasarmodelle gehen im Allgemeinen davon aus, dass sich im Kern der Quasargalaxien ein Schwarzes Loch von einigen 100 Mio. Sonnenmassen befindet, in das aus einer rotierenden scheibenförmigen Materieanordnung Masse stürzt. Die dabei je Masseeinheit freigesetzte Gravitationsenergie, die bis zu 100-mal größer sein kann als die bei allen möglichen thermonuklearen Prozessen freigesetzte Energie, sorgt für eine starke Aufheizung der Scheibenmaterie, was das Emissionslinienspektrum erklärt. Starke Magnetfelder bewirken wahrscheinlich den Ausstoß zweier entgegengerichteter Materiestrahlen aus der Scheibe, in denen bis nahe an die Lichtgeschwindigkeit beschleunigte Elektronen die beobachtete (gebündelte) Synchrotronstrahlung und die Radiodoppelquellen verursachen. Beim Quasar 3C 345 konnte ein Materiestrahl direkt nachgewiesen werden. Ein zeitlich veränderlicher Masseeinsturz könnte die beobachteten Helligkeitsänderungen bewirken.

 

Der erste Quasar wurde 1960 von A. R. Sandage entdeckt. Doppel- und Mehrfachquasare gehen auf die Wirkung des Gravitationslinseneffekts zurück. Beim Doppelquasar QSO 0957+561 konnte die den Effekt verursachende Vordergrundgalaxie auch optisch nachgewiesen werden.

 

Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:

 

extragalaktische Sternsysteme: Galaxien, Galaxienhaufen und Superhaufen