Euclid spürt die frühesten bekannten Quasare des Universums auf

Astronominnen und Astronomen haben mit dem europäischen Weltraumteleskop Euclid die bislang frühesten bekannten Quasare aufgespürt. Die leuchtkräftigen Objekte entstanden weniger als 670 Millionen Jahre nach dem Urknall und strahlten so hell wie Billionen Sonnen – ein Blick in eine Epoche, aus der bisher kaum etwas sichtbar war.

Quasare werden von supermassereichen Schwarzen Löchern angetrieben, die im Zentrum ferner Galaxien gewaltige Mengen Materie verschlingen und dabei enorme Strahlung freisetzen. Weil dieses Leuchten über Milliarden Lichtjahre hinweg sichtbar bleibt, wirken Quasare wie kosmische Leuchtfeuer – und geben zugleich ein Rätsel auf: Viele von ihnen existierten schon in der Frühzeit des Kosmos. Wie ihre Schwarzen Löcher in so kurzer Zeit auf Millionen bis Milliarden Sonnenmassen anwachsen konnten, gehört zu den großen offenen Fragen der Astrophysik, denn das sogenannte Eddington-Limit begrenzt, wie schnell ein Schwarzes Loch überhaupt wachsen kann.

Um Antworten zu finden, fahnden Forschende nach möglichst frühen Quasaren – doch die sind schwer zu entdecken. Ihr Licht wird durch die Ausdehnung des Universums stark gedehnt und erreicht uns nur als schwacher Infrarotpunkt, der sich kaum von nahen Sternen unterscheiden lässt. „Auf jeden frühen Quasar kommen Tausende Sterne, die auf den Aufnahmen fast identisch aussehen", erläutert Erstautor Daming Yang von der Universität Leiden.

Hier spielt Euclid seine Stärken aus. Das 2023 gestartete Teleskop bildet in einem einzigen Durchgang große Himmelsausschnitte gestochen scharf ab und kann mit seinem Nahinfrarot-Spektrometer NISP das gedehnte Licht einfangen. Um die seltenen Kandidaten aus der Fülle der Daten herauszufiltern, setzte das Team auf eine Künstliche Intelligenz, die die verräterischen Signaturen früher Quasare erkennt.

Die aufgespürten Objekte weisen eine Rotverschiebung von rund sieben auf – ein Maß, aus dem sich Entfernung und Alter ableiten lassen und das die Funde tief in die Jugend des Universums zurückversetzt. Für die Forschung sind solche Quasare wertvolle Zeitzeugen: Sie zeigen, wie die ersten supermassereichen Schwarzen Löcher und Galaxien Gestalt annahmen. Euclid, das eigentlich die dunkle Materie und die dunkle Energie vermessen soll, erweist sich damit zugleich als Aufspürer der ältesten Leuchttürme des Alls.