Euklid blickt nicht nur in den Himmel. Es geht darum, durch die Zeit zu wühlen.
Das Teleskop der Europäischen Weltraumorganisation hat 31 bisher unbekannte Quasare entdeckt. Das sind nicht nur schwache Flecken. Sie sind die tosenden Kerne supermassereicher Schwarzer Löcher, die in der Anfangsphase des Universums Materie fressen. Einige strahlen mit der Helligkeit einer Billion Sonnen. Sie alle stammen aus der Zeit, als der Kosmos weniger als 5 % seines heutigen Alters hatte.
Dies verändert die Art und Weise, wie wir das frühe Universum sehen.
Jahrzehntelang waren Astronomen auf der Jagd nach diesen Objekten. Sie suchten nach Antworten. Konkret: Wie sind Schwarze Löcher so schnell so massereich geworden? Die Suche war schwierig, da diese Objekte selten sind. Schwach. Leicht mit näheren Sternen verwechselt. Bisher.
Auf der Suche nach den schwachen Riesen
Vor Euklid konnten bei Untersuchungen nur die hellsten antiken Quasare gefunden werden. Das Seltenste vom Seltenen. Damit blieb den Astronomen nur eine winzige Stichprobengröße übrig. Ein verzerrtes Bild. Sie wussten, dass die Riesen existierten, vermissten aber die Bevölkerung hinter ihnen.
Euklid hat das Spiel verändert. Es wurde 2023 gestartet und scannt weite Teile des Himmels im Infrarot. Es fängt Licht ein, das früheren Teleskopen entgangen ist. Dies ermöglicht eine Volkszählung. Ein echter.
„Euklid ist ein echter Game-Changer“, sagt Daming Yang von der Universität Leiden. Er leitete das Entdeckungspapier.
Yang weist darauf hin, dass Euklid schwächeres Licht über große Gebiete hinweg einfängt. Dadurch können wir bessere Fragen stellen. Existierten sie nicht nur? Aber wie häufig waren sie?
Die neuen Daten umfassen 31 Quasare. Die Stichprobe reicht 13,5 Milliarden Jahre zurück. Wir sehen Licht, das diese Objekte verließ, als das Universum noch ein Baby war.
„Indem wir sie finden und untersuchen, verstehen wir besser, wie sich so schnell riesige Systeme bildeten. Eines der größten Geheimnisse der Astrophysik.“
Distanzrekorde brechen
Von diesen 31 Objekten haben 12 eine Rotverschiebung von 7 oder mehr.
Redshift misst, wie sehr die Expansion des Universums das Licht ausgedehnt hat. Eine höhere Rotverschiebung bedeutet älteres Licht. Bei einer Rotverschiebung von 7 liegt das Objekt in den ersten 770 Millionen Jahren kosmischer Zeit.
Die beiden Ältesten stellten neue Rekorde auf.
EUCL J1729002.75+064101.8 und EUCL J125808.55+070543.2.
Ihre Rotverschiebungen betragen 7,79 und 7,69. Sie sind 13,1 und 13,3 Milliarden Lichtjahre entfernt. Sie leuchteten bereits, als das Universum gerade einmal 670 Millionen Jahre alt war. Dies ist früher als alle bisher bekannten Quasare.
Antonio La Marca, ESA-Forschungsstipendiat im Euclid-Team, nennt es einen gewaltigen Sprung.
Es dauerte mehr als zehn Jahre, bis Astronomen die ersten zehn Quasare mit hoher Rotverschiebung entdeckten. Euklid übertraf diese Zahl in einem einzigen Jahr.
„Das Euclid-Team hat zum ersten Mal eine echte Volkszählung durchgeführt“, sagt La Marca.
Dies ist ein grundlegender Schritt. Wir bewegen uns vom Erkennen von Ausnahmen zum Verständnis der Regel.
Im Motor des frühen Universums
Warum sind diese Quasare wichtig? Sie erhellen die kosmische Morgendämmerung.
Silvia Belladitta und Kollegen haben den zweitältesten Quasar genau unter die Lupe genommen. Die Daten sind aufschlussreich. Das Schwarze Loch befindet sich in einer Galaxie voller Gas und Staub. Dort entstehen in rasender Geschwindigkeit Sterne.
Diese Umgebung schlägt einen Link vor.
Das supermassereiche Schwarze Loch benötigte einen riesigen Nahrungsvorrat, um sein Quasarglühen anzutreiben. Die Muttergalaxie war damit beschäftigt, dasselbe Gas in Sterne umzuwandeln. Sie sind zusammengewachsen. Mitentwickelt.
Diese Objekte erschienen während der Epoche der Reionisierung.
Vor dieser Zeit durchlief das Universum das „dunkle Zeitalter“. Wasserstoffgas war kalt und neutral. Energetisches Licht der ersten Sterne, Galaxien und Quasare entzog den Atomen Elektronen. Das Gas wurde ionisiert. Der Kosmos wurde transparent. Strukturiert.
Diese alten Quasare waren Teil dieses Übergangs. Sie halfen, den Nebel zu vertreiben.
„Alte Quasare sind Zeitmaschinen“, sagt ESA-Projektwissenschaftlerin Valeria Pettorino.
Sie lassen uns erforschen, wie die ersten Galaxien entstanden sind. Sie sind selten. Aber sie sind auch der Schlüssel.
Was als nächstes kommt
Euklids Fähigkeiten sind einzigartig. Weltraumgestützte Infrarotsicht. Scharfe Bildgebung. Tiefe. Große Flächenabdeckung. Es erkennt entfernte Objekte effizient.
Aber das Teleskop ist nur die halbe Wahrheit.
Die Datenverarbeitung erforderte Tausende von Wissenschaftlern und Ingenieuren des Euclid-Konsortiums. Sie sichteten riesige Datensätze. Sie fanden diese seltenen Quasare. Jetzt können Bodenteleskope sie weiter untersuchen.
Die 31 Quasare stammen aus dem Euclid Wide Survey. Diese Vermessung wird letztendlich mehr als ein Drittel des Himmels abdecken.
Da Euklid Milliarden von Galaxien kartiert, wird die Zahl der alten Quasare wahrscheinlich steigen. Die Daten werden auch Licht auf die Dunkle Materie werfen. Zur kosmischen Geschichte. Über die großräumige Struktur des Universums.
Wir fangen gerade erst an, die Grenzen dessen zu erkennen, was da draußen ist. Das Licht dieser Billionen Sonnenobjekte hat 13 Milliarden Jahre zurückgelegt, um uns zu erreichen. Und jetzt erzählt es uns, wie alles begann.
