6. Juli 2026

Foto: ESA

Künstlerische Darstellung eines Quasars: Im Zentrum befindet sich eine hell leuchtende Scheibe aus rot-orange glühender Materie, die spiralförmig in ein supermassereiches Schwarzes Loch strömt. Aus dem Zentrum tritt ein schmaler Materiestrahl hervor. Quasare zählen zu den leuchtkräftigsten Objekten im Universum und können ganze Galaxien überstrahlen.

Ein internationales Team unter Beteiligung der Sternwarte der Universität Hamburg hat mit dem Weltraumteleskop Euclid der Europäischen Weltraumorganisation 31 der ältesten Quasare entdeckt, die bislang gefunden wurden. Zwei dieser gewaltigen Galaxienkerne zählen zu den frühesten jemals beobachteten Quasaren in der kosmischen Geschichte und eröffnen neue Einblicke in die Anfangszeit des Universums. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Quasare stellen eine kurze Phase im Leben einer Galaxie dar, in der große Mengen Materie in das zentrale supermassereiche Schwarze Loch einströmen und dabei enorme Energiemengen freisetzen. Dadurch strahlt der Galaxienkern heller als alles andere im Universum und übertrifft die Leuchtkraft seiner Wirtsgalaxie um das Hundert- bis Tausendfache.

Seit Jahrzehnten sind Forschende auf der Suche nach den allerersten Quasaren im Universum. Diese Objekte liefern wichtige Hinweise darauf, was in den frühesten Phasen des Kosmos geschah – etwa zur Entstehung der ersten supermassereichen Schwarzen Löcher und Galaxien. Quasare aus dieser Epoche sind jedoch schwer aufzuspüren: Sie sind selten, da nur wenige Galaxien bereits ausreichend gewachsen waren und ihr ursprüngliches Licht lässt sich leicht mit dem Licht näher gelegener Sterne verwechseln.

Mithilfe des 2023 gestarteten Weltraumteleskops Euclid ist es den Forschenden nun gelungen, tiefer in diese rätselhafte Phase der kosmischen Frühgeschichte vorzudringen und dabei 31 neue Quasare im frühen Universum zu entdecken.

„Diese frühen Quasare stammen aus der Kindheit des Universums“, sagt Daming Yang von der Universität Leiden, Hauptautor der Studie. „Indem wir sie finden und untersuchen, können wir besser verstehen, wie diese gewaltigen Systeme so schnell entstanden und gewachsen sind – eines der größten Rätsel der Astrophysik.“

Die bislang bekannten ältesten Quasare stellten lediglich die Spitze des Eisbergs dar – seltene, besonders helle Objekte, die sich am leichtesten nachweisen ließen. Für eine systematische Untersuchung als Population fehlte es lange an ausreichend vielen Exemplaren aus der Frühzeit des Universums.

Mit dem Einsatz von Euclid hat sich die Situation grundlegend verändert: Das internationale Forschungsteam kann nun große Himmelsbereiche deutlich effizienter durchsuchen und zugleich wesentlich schwächeres Licht erfassen. Dadurch wird Euclid zu einem einzigartigen Instrument für die Suche nach Quasaren. Es entdeckt nicht nur die hellsten und damit am leichtesten auffindbaren Exemplare, sondern macht auch einen deutlich größeren Teil der frühen Quasar-Population sichtbar. Während es zuvor mehr als ein Jahrzehnt dauerte, die ersten rund zehn Quasare aus dem frühen Universum zu identifizieren, hat Euclid bereits innerhalb eines einzigen Jahres mehr entdeckt.

Die Entdeckung umfasst 14 neue Quasare aus den ersten 770 Millionen Jahren der kosmischen Geschichte. Die beiden ältesten Objekte setzen dabei einen neuen Rekord: Sie entstanden bereits innerhalb der ersten 670 Millionen Jahre nach dem Urknall und sind damit über 13 Milliarden Jahre alt

Diese uralten Quasare sind nicht nur bemerkenswerte Einzelfunde, sondern zugleich Fenster durch die Zeit, mit deren Hilfe sich das frühe Universum erforschen lässt. Untersuchungen des zweitältesten Quasars zeigen beispielsweise, dass er in eine staub- und gasreiche Galaxie eingebettet ist, in der mit hoher Rate neue Sterne entstehen. Das liefert wichtige Hinweise darauf, wie die Wirtsgalaxien früher supermassereicher Schwarzer Löcher beschaffen waren.

Zentrale Beiträge zu der Studie wurden an der Sternwarte der Universität Hamburg geleistet. Dazu zählen die photometrische Aufarbeitung zur Kandidatenauswahl sowie die Identifikation von Quasar-Kandidaten als eines von drei internationalen Teams und die Nachbeobachtung. „Die Erfolgsrate bei spektroskopischen Bestätigungen liegt derzeit mit rund 30 Prozent deutlich über früheren Verfahren. Möglich wird dies durch die kombinierte Anwendung von drei unterschiedlichen Auswahlmethoden, mit denen besonders robuste Kandidaten identifiziert werden. In Hamburg setzen wir dabei unter anderem auf Machine Learning – mit ausgezeichneten Ergebnissen: Sämtliche neu entdeckten Quasare wurden auch mit unserer Methode ausgewählt. Auch wenn der parallele Einsatz mehrerer Verfahren auf den ersten Blick redundant wirken mag, bietet er entscheidende Vorteile, da sich methodenspezifische Verzerrungen gezielt ausgleichen lassen“, sagt Postdoktorand Dr. Francesco Guarneri von der Hamburger Sternwarte.

„Die neuen Quasar-Entdeckungen unterstreichen das enorme Potenzial der Euclid-Mission um den Ursprung supermassereicher schwarzer Löcher zur erforschen. Zugleich zeigen sie, dass nicht nur die Daten selbst entscheidend sind, sondern auch die neu entwickelten Suchalgorithmen, die eine besonders effiziente Nachbeobachtung ermöglichen. Bemerkenswert ist zudem, dass bislang nicht einmal ein Viertel der künftig erwarteten Daten der Euclid-Himmelsdurchmusterung ausgewertet wurde. Entsprechend groß ist die Erwartung, dass in den kommenden Jahren noch weitere Entdeckungen folgen werden“, unterstreicht Dr. Jan-Torge Schindler, Wissenschaftler mit Schlüsselexpertise im Exzellenzcluster Quantum Universe und Emmy Noether-Gruppenleiter an der Hamburger Sternwarte, wo die Euclid-Forschung in Hamburg verankert ist.