Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

122 KAPITEL 1. GEOMETRIE
Quasare: radio-laut und leise
QSR und QSO
Mit Quasar im strengen Sinne werden die Quasi stellar radio sources, QSRs, also radio-laute Objekte
und mit QSO die Quasi stellar optical sources bezeichnet. Quasare sind die stärksten Dauerquellen im
Kosmos mit Leuchtkräften im IR, optischen und Röntgen von 1047 erg s−1 und mehr, das Maximum
liegt im Gamma Bereich.
Die untere Grenze für QSO liegt bei MV
bezeichnet.
= −23, AGN mit MV > −23 werden meist als Seyferts
Oft wird Quasar aber verallgemeinernd für alle sternartigen Objekte Emissionslinien von Quasaren
grosser Rotverschiebung gebraucht.
Atom λ Rem.
Die lange Kontroverse, ob Quasare lokaler Natur sein können, ist zugun-
Angst.
sten der kosmologischen Erklärung beendet. Die grosse Rotverschie- OIII 5007 *
bung bedeutet demnach grosse Fluchtgeschwindigkeit. Die folgenden Hβ 4861
beiden Indizien, Gravitationslinsen und der Lα forest, liefern den Beweis.
Für den Nachweis gibt die Tabelle einige ausgewählte Emissionslinien
von Quasaren. In manchen Quasaren findet man keine verbotenen Linien
(in der Tabelle mit * gekennzeichnet). Sie sind schwächer als die
NeIII
MgII
CIV
Lyα
3869
2798
1549
1216
*
stark
stark
stark
erlaubten, ähnlich den Seyfert Galaxien.
Tab. 1.53: Linien von QSR
Das Erstaunlichste ist, daß die aus den Linienstärken abgeschätzten Häufigkeiten mit denen der Sonne
übereinstimmen.
• ZUSATZ (ERSTES INDIZ: GRAVITATIONSLINSEN)
Das Auffinden von (immer mehr) Gravitationslinsen mit Quasaren als Leuchtquelle im Hintergrund, erlaubt es, die Entfernung
der Linse größenordnungsmäßig abzuschätzen, da die Entfernung der Linse (meist ein Galaxienhaufen) bekannt ist.
Selbst die Laufzeitdifferenz längs der beiden verschiedenen Wege konnte in einigen Fällen bestimmt werden.
• ZUSATZ (ZWEITES INDIZ: DER Lα FOREST)
Quasare sind wegen ihrer enormen Leuchtkraft ideale Punktquellen, um das dazwischen liegende Medium (IGM) über
kosmologische Entfernungen hinweg zu untersuchen. Dieses Gas ist, wie man findet, nicht homogen verteilt.
Das Element mit der größten Häufigkeit im Universum ist Wasserstoff, H. Zwei Energien des H Atoms sind wichtig: die
Ionisationsenergie (13.6 eV) und die Energie beim Übergang 1s nach 2p, Absorption, oder 2p nach 1s, Emission. Diese
Linie heißt Lα.
Quasare haben jeweils (mindestens) eine rotverschobene Emissionslinie, Lα, bei λα = (1 + z)1215.67 ˚Angstrøm (entspr.
10.2 eV im Ruhsystem) und (oft) eine Vielzahl von Absorptionslinien (die alle bei kleineren Rotverschiebungen liegen).
Daß die stärkste Emissionslinie die Lyman α Linie ist, ist dank der Häufigkeit von H im Universum verständlich. Gleiches
gilt für die Vielzahl von Absorptionslinien: die nachgewiesene Anzahl ist mittlerweile so groß, daß sie mit Lα forest
bezeichnet wird.
In wenigen Fällen hat man die absorbierende Wolke gefunden und damit die Entfernung bestimmen können.
Eine wichtige, von der Beobachtung nunmehr zu beantwortende Frage ist, ob Quasare mit anderen
Objekten in Verbindung gebracht werden können, ob sie etwa eine besondere Entwicklungsphase von
speziellen Galaxien darstellen.
Das Auffinden von Quasaren ist, darin sind sie den Pulsaren ähnlich, bis heute eine Kunst geblieben.
QSR sind radio-laute Objekte und können aus Radio Katalogen extrahiert werden, bei genügend genauen
Positionsangaben durch einen Abgleich mit optischen Katalogen. QSO sind radio-leise Objekte
und können an spektralen Besonderheiten (UV-Exzess, Polarisation oder besonders breiten Linien)
entsprechenden Katalogen heraus gefiltert werden. Quasare sind ferner starke Röntgen und Gamma
Strahler, auch hiermit hat man neue Quasare finden können.
Die bisherige Suche hat (anhand von etwa 10 Tausend gefundenen AGN Objekten) ergeben, daß bei
z = 2 ein deutliches Maximum in der Quasarverteilung N(z) liegt, mit steilem Abfall bis z ≈ 5.