Der Himmel im Caelum

Sternengeschichten Folge 709: Der Grabstichel und der heimatlose Quasar

Der Grabstichel ist seltsam. Vor allem, weil die meisten heutzutage nicht mehr wissen, was ein Grabstichel eigentlich ist, aber dazu kommen wir noch. "Grabstichel" oder auf lateinisch "Caelum" ist auch der Name eines der achtundachtzig offiziellen Sternbilder des Himmels. Es ist aber eines der unspektakulärsten Sternbilder, zumindest auf den ersten Blick.

Von Mitteleuropa aus ist es extrem unspektakulär, denn von hier aus ist es eigentlich gar nicht zu sehen. Nur im Dezember kann man einen Teil des Sternbilds kurz sehen, aber zu sehen gibt es da eigentlich nichts. Nur zwei der Sterne dort sind heller als die 5. Größenklasse und wer die Helligkeitsklassifizierung der Astronomie kennt, weiß, dass das nicht sonderlich hell ist. Das ist gerade so an der Grenze dessen, was wir mit freiem Auge sehen können, wenn der Himmel wirklich dunkel ist. Und die restlichen Sterne sind noch leuchtschwächer. Zu den Sternen kommen wir dann noch; zuerst schauen wir kurz auf die Geschichte des Grabstichels. Eine spannende mythologische Geschichte aus der Welt der griechischen Götter ist hier nicht zu erwarten. Der Grabstichel gehört zu den vierzehn Sternbildern des südlichen Himmels, die der französische Astronom Nicolas-Louis de Lacaille im 18. Jahrhundert festgelegt hat. Er hat ab 1750 vom Kap der guten Hoffnung an der Südspitze Afrikas aus den Himmel beobachtet und kartografiert. Sein Katalog enthielt um die 10.000 Sterne des Südhimmels und um die alle in die damals auch in der wissenschaftlichen Astronomie noch üblichen Schubladen der Sternbilder einsortieren zu können, hat er ein paar neue definieren müssen. Denn am Südhimmel waren große Bereiche noch ohne Sternbilder; diese Gegend konnte man von Europa und Griechenland aus, wo die Gelehrten der Antike gelebt haben, nicht sehen. Von Südafrika aus natürlich sehr wohl und die Menschen, die schon immer dort gelebt haben, hatten natürlich eigene Sternbilder - aber das hat Leute aus Europa damals nicht interessiert. Also hat de Lacaille neue Sternbilder definiert und dabei keine mythologischen Gestalten verwendet sondern das wissenschaftliche Zeitalter der Aufklärung gefeiert. Er hat seine Sternbilder nach wissenschaftlichen Instrumenten benannt und der Grabstichel war da mit dabei.

Und ein Grabstichel ist ein Werkzeug, mit dem man Metall oder Holz gravieren kann, zum Beispiel dann, wenn man einen Kupferstich oder Holzstich anfertigen will. Das klingt jetzt nicht sehr nach Wissenschaft, aber wir befinden uns ja im 18. Jahrhundert. Da gab es keine Fotografie und wenn man Dinge abbilden und diese Abbildungen reproduzieren wollte, musste man sie malen. Oder, ein wenig exakter, einen Kupfer- oder Holzstich anfertigen. Für die Wissenschaft waren reproduzierbare Bilder damals so wichtig wie heute und der Grabstichel hat seinen Platz als wissenschaftliches Instrument am Himmel durchaus verdient.

Aber vielleicht nicht gerade diesen Platz… Wie gesagt: Das Sternbild ist erstens klein und zweitens findet man dort kaum helle Sterne. Und unter den nicht so hellen sind auch keine einzigartigen Objekte dabei; es ist eine vergleichsweise typische Auswahl. Noch am spannendsten ist vielleicht der Stern RR Caeli. Er ist 69 Lichtjahre entfernt und eigentlich zwei Sterne. Ein roter Zwergstern und ein weißer Zwerg umkreisen einander einmal alle 7 Stunden und beide werden außenrum von zwei Planeten umkreist, die beide größer als der Jupiter sind. Das vermutet man zumindest, aber entsprechende Beobachtungen aus dem Jahr 2012 sind ein wenig zweifelhaft - vielleicht gibt es dort auch keine Planeten und nur das Paar aus Zwergsternen. Abseits der Sterne findet man in dieser Region des Himmels aber leider auch keine enorm spannenden Galaxien, Nebel oder anderen Objekte. Mit einer Ausnahme: HE 0450-2958.

Die Bezeichnung klingt nicht sonderlich aufregend, aber als man dieses Objekt 2005 entdeckt hat, war die Aufregung in der Astronomie trotzdem groß. Pierre Magain und sein Team von der Universität Lüttich in Belgien haben das Ding gefunden und das "Ding" ist ein Quasar. Diese Objekte waren ja schon oft Thema in den Sternengeschichten: Kurz gesagt handelt es sich dabei um den aktiven Kern einer Galaxie. In den Zentren großer Galaxien sitzen supermassereiche schwarze Löcher. Wenn dann auch noch jede Menge Gas, Staub und anderes Zeug in der Zentralregion der Galaxie rumwirbelt, dann wirbelt viel davon auch in die Nähe des und in das schwarze Loch hinein. Dabei wird es aufgeheizt und strahlt hell. Manchmal so enorm hell, dass man diese leuchtenen Galaxienzentren auch noch über Milliarden Lichtjahre Entfernung hinweg sehen kann. Sie schauen dann auf den ersten Blick aus wie Sterne, daher auch der Name: Quasar steht für "quasi stellar", weil es natürlich keine Sterne sein können, die über solche Distanzen so hell strahlen. Normalerweise sehen wir auch nicht nur den Quasar sondern auch die ihn umgebende Galaxie. Nicht so bei HE 0450-2958: Da war nix zu finden, es war ein "nackter Quasar" beziehungsweise der "Quasar ohne Heimat" wie er in der Astronomie dann bald genannt worden ist.

Der heimatlose Quasar war ein bisschen ein Rätsel, denn eigentlich braucht es eine Galaxie, damit sich so ein supermassereiches schwarzes Loch überhaupt bilden kann. Das kann nicht isoliert und von selbst entstehen. Aber, und das war der erste Erklärungsversuch: Vielleicht sind zwei Galaxien miteinander kollidiert und der Quasar ist dabei irgendwie rausgeschleudert worden. Theoretisch ist das möglich: Wenn Galaxien aufeinander treffen, dann verschmelzen sie im Laufe der Zeit und auch die beiden zentralen Löcher verschmelzen miteinander. Dabei entstehen Gravitationswellen und wenn die nicht exakt symmetrisch abgestrahlt werden, kann das resultierende schwarze Loch eine Art "Kick" bekommen und mit ein paar hundert bis tausend Kilometer pro Sekunde aus der Galaxie geschleudert werden.

Oder aber, der Quasar ist gar nicht heimatlos, aber man kann seine Galaxie nicht sehen, weil es eine dunkle Galaxie ist, also eine, die ausschließlich aus dunkler Materie besteht. Auch so etwas ist plausibel. Wir wissen, dass der Großteil der Masse einer Galaxie aus dunkler Materie besteht, also Materie, die nicht leuchtet und auch kein Licht absorbieren oder sonst irgendwie damit wechselwirken kann. Es ist quasi unsichtbare Materie, die wir nur durch ihre Gravitationswirkung nachweisen können. Wir kennen mittlerweile auch Galaxie, die sehr, sehr viel dunkle und fast keine normale, leuchtende Materie enthalten. Und vielleicht gibt es auch komplett dunkle Galaxien.

Oder aber, der Quasar ist gerade erst dabei, seine Galaxie zu bauen. Vielleicht braucht es doch nicht zuerst eine Galaxie, in der dann ein Quasar entsteht. Vielleicht kann ein Quasar doch alleine entstehen und wenn er dann seine Strahlung in die Umgebung abgibt, und die dann auf die riesigen kosmischen Wolken aus Gas trifft, die es überall gibt, wird dort dadurch die Entstehung von Sternen ausgelöst, die am Ende eine Galaxie bilden. Wir wissen, dass auch dieser Prozess in vielen Galaxien eine wichtige Rolle spielt, aber die Details sind auch hier noch unklar.

Am Ende hat sich die Sache leider als etwas weniger spektakulär herausgestellt. Ausführliche Beobachtungen haben gezeigt, dass da doch eine vergleichsweise normale Galaxie um den angeblich nackten Quasar herum existiert. Sie ist nur vergleichsweise lichtschwach, durch Wechselwirkungen mit anderen Galaxien stark gestört; hat also eine sehr ungewöhnliche Form und wird vom Quasar selbst sehr stark überstrahlt.

Auch der "nackte Quasar" ist also nur ein normaler Teil des Himmels, so wie der ganze Rest des Sternbilds Grabstichel auch. Irgendwie ist das aber auch passend. Denn das lateinische Wort "Caelum" heißt nicht nur Grabstichel, sondern ist zufällig auch das lateinische Wort für "Himmel".