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BL-Lacertae-Objekte, auch kürzer BL-Lac-Objekte oder BL-Lacertiden, sind die Kerne aktiver Galaxien und gehören neben den Quasaren zu den leuchtstärksten bekannten kosmischen Objekten.

Inhaltsverzeichnis

EntdeckungBearbeiten

Erstmals wurde 1929 von Cuno Hoffmeister ein solches Objekt im Sternbild Eidechse (Lacerta) entdeckt und als veränderlicher Stern mit der für diese Sternklasse üblichen Bezeichnung BL klassifiziert; es ergab sich die Bezeichnung BL Lacertae. Seine Helligkeitsvariationen waren irregulär.

Erst 1968 fand man bei Messungen mit einem Radioteleskop heraus, dass es sich bei diesem Objekt auch um eine starke Radioquelle handelt, die ebenfalls variabel ist. Gleichzeitig fand man mehrere andere Objekte dieses Typs, wobei sich die Besonderheiten dieser Objekte zeigten.

EigenschaftenBearbeiten

BL-Lacertae-Objekte zeichnen sich insbesondere durch drei Eigenschaften aus:

1. Kontinuierliches Spektrum ohne LinienBearbeiten

Bei der Beobachtung von Sternen wird in der Astrophysik normalerweise anhand der in ihrem Spektrum gefundenen Absorptions- und Emissionslinien etwas über ihre physikalische und chemische Beschaffenheit ausgesagt. Das Spektrum von BL Lac und anderer Objekte dieses Typs weist allerdings keine derartigen Linien auf und lässt somit auch keine Rückschlüsse auf die Zusammensetzung der Objekte zu.

Einzig ein kleiner Nebel um BL Lac ließ sich später spektroskopieren und stellte sich als eine Riesengalaxie heraus, der aufgrund ihrer Rotverschiebung von 0,0688 eine Entfernung von 800 Millionen Lichtjahren zugewiesen wurde. Also sind BL-Lacertae-Objekte – ähnlich wie die Quasare, die allerdings ein Linienspektrum aufweisen – so leuchtstark, dass sie eine ganze Galaxie überstrahlen können.

2. Helligkeitsvariation im gesamten SpektrumBearbeiten

Alle bisher bekannten BL-Lac-Objekte weisen eine nicht periodisch veränderliche Leuchtkraft über ihr gesamtes Spektrum auf, wobei dieses Spektrum bisher nur durch die Möglichkeiten der Messung (vom Radio- bis in den Röntgenbereich) eingegrenzt werden kann. Diese Änderungen können in der Größenordnung von Stunden erfolgen und grenzen dadurch die Größe der BL-Lacertae-Objekte stark ein: sie können nicht größer sein als die Entfernung, die das Licht in dieser Zeit zurücklegt. Man muss daher davon ausgehen, dass es sich um sehr kompakte Objekte handelt, nicht größer als unser Sonnensystem.

3. Polarisation des emittierten LichtsBearbeiten

Die von den BL Lac-Objekten emittierte Strahlung ist über das gesamte Spektrum stark (bis zu 20 %) polarisiert, wobei sowohl die Polarisation als auch die Helligkeit variabel ist.

ErklärungenBearbeiten

Ausgehend von den oben beschriebenen Eigenschaften konnte ein schlüssiges Modell zur Beschreibung der BL-Lac-Objekte gefunden werden: es handelt sich wie bei den Quasaren um massereiche schwarze Löcher im Zentrum aktiver Galaxien. Aufgrund des nicht thermischen Spektrums und der deutlichen Polarisation kann es sich nicht um gewöhnliche Sterne handeln. Man geht heute davon aus, dass die Quelle der Strahlung relativistische Plasmaströme (Jets) sind, die kollimiert vom Zentrum des Objektes ausgestoßen werden. Die emittierte Strahlung hat die Eigenschaften einer Synchrotronstrahlung.

Ihre extrem hohe Leuchtkraft erhalten die BL-Lac-Objekte (wie auch die Quasare) nicht wie Sterne durch Kernfusion von Wasserstoff, Helium etc. zu schwereren Elementen, sondern durch schwarze Löcher in ihrem Kern mit Massen, die das Milliardenfache der Sonne erreichen können. Die abgestrahlte Energie wird freigesetzt, wenn Materie von den schwarzen Löchern angezogen wird und in sie hineinstürzt. Beim Absturz wird die Materie teilweise direkt in Energie umgewandelt, welche freigesetzt näherungsweise den Wert mc2 erreicht (mit der Lichtgeschwindigkeit c). Dadurch wird eine mehr als zehnfach höhere Menge an Energie freigesetzt, als wenn die gleiche Menge Materie im Sterninneren fusioniert würde. Zudem wird die Energie in viel kürzerer Zeit als die Lebensdauer von Sternen emittiert, was die Leuchtkraft zusätzlich drastisch verstärkt.

Einige BL-Lac-Objekte strahlen so stark, dass sie das gesamte Licht überstrahlen, das von der sie umgebenden Galaxie emittiert wird. Dadurch ist es bei diesen Objekten nicht möglich, aufgrund der Rotverschiebung der Galaxie eine Entfernung anzugeben.

Wie bei den Quasaren wird auch hier außerdem thermische Strahlung durch die Akkretionsscheibe emittiert, die ihr Maximum aber bei sehr kurzen Wellenlängen hat.

Unterschied zu QuasarenBearbeiten

Der wesentliche Unterschied zwischen BL-Lac-Objekten und radiolauten Quasaren liegt im Blickwinkel, unter dem wir die Objekte beobachten können, bzw. in der Galaxie, in der sie liegen:

  • Bei einem BL-Lac-Objekt schaut man direkt in den Jet: Der Winkel zwischen Jetachse und Beobachtungsrichtung ist sehr gering. Der Jet dominiert das Spektrum des Objektes.
  • Bei Quasaren schaut man nicht direkt in den Jet. Zusätzlich werden breite Emissionslinien beobachtet, die von Gaswolken ausgestrahlt werden, welche durch die Strahlung der Akkretionsscheibe angeregt werden. Dafür müssen in der Nähe des Zentrums ausreichend hohe Gaskonzentrationen vorhanden seien.

Von radioschwachen Quasaren unterscheiden sich die BL-Lac-Objekte zudem durch den o. g. Plasmajet, der orthogonal zur Akkretionsscheibe steht.