Alternative Erklärung zur Entstehung nötig: Schwarzes Loch bricht Rekorde
Zwei Weltraumteleskope haben zusammen ein extrem weit entferntes und supermassereiches Schwarzes Loch entdeckt. Gängige Theorien können es nur schwer erklären.
Die Galaxie und das Schwarze Loch im Röntgenspektrum (links) und in Infrarot (rechts)
(Bild: X-ray: NASA/CXC/SAO/Ákos Bogdán; Infrared: NASA/ESA/CSA/STScI; Image Processing: NASA/CXC/SAO/L. Frattare & K. Arcand)
In Daten der Weltraumteleskope James Webb und Chandra wurde jetzt das bislang am weitesten entfernte Schwarze Loch gefunden, das im Röntgenspektrum untersucht werden kann. Das Objekt liegt in einer Galaxie namens UHZ1 und ist deutlich weiter entfernt als zunächst angenommen. Die hochsensiblen Instrumente sehen es demnach so, wie es aussah, als das Universum drei Prozent seines gegenwärtigen Alters hatte. Trotzdem hat es demnach bereits eine Masse, die der von 10 bis 100 Millionen Sonnen entspricht. Der Fund könnte nun bei der Beantwortung der Frage helfen, wie solche supermassereichen Schwarzen Löcher so früh in der Geschichte des Universums existieren konnten.
Alternative Theorie bestätigt?
Gefunden wurde die ferne Galaxie mit dem neuen Weltraumteleskop James Webb und das darin enthaltene supermassereiche Schwarze Loch dann mit dem Röntgenteleskop Chandra. Den Analysen zufolge vereinigt es in sich so viel Masse wie alle Sterne der jungen Galaxie zusammen. Damit unterscheide sich das Verhältnis immens von dem der Milchstraße und anderen Galaxien, wo das zentrale Schwarze Loch gerade einmal ein Zehntel eines Prozents der Masse aller Sterne auf die Waage bringt. Damit stellt das Objekt auch die herkömmlichen Theorien zur Entstehung supermassereicher Schwarzer Löcher vor ein Problem, denn es hatte eigentlich zu wenig Zeit, um so massiv zu werden.
Eine mögliche Erklärung hat demnach aber bereits vor sechs Jahren eine Mitautorin des jetzt publizierten Artikels ausgearbeitet. Priyamvada Natarajan meint darin, dass solche Objekte möglicherweise nicht auf kollabierende Sterne der ersten Generationen zurückgehen, weil das Wachstum auf diesem Weg viel zu lange dauern würde. Stattdessen hat sie vorgeschlagen, dass massive Gaswolken direkt in sich zusammenstürzen und so ohne den Umweg über Sterne deutlich massereichere Schwarze Löcher bilden könnten. Gleich mehrere Eigenschaften des jetzt entdecken Schwarzen Lochs passen demnach zu dieser Vorhersage "übergroßer Schwarzer Löcher". Weitere Forschung sei aber nötig.
Das Weltraumteleskop James Webb wird von den Weltraumagenturen NASA, ESA und CSA betrieben und wurde am 25. Dezember 2021 gestartet. Seitdem es die wissenschaftliche Arbeit aufgenommen hat, begeistert die Qualität der Daten nicht nur die Wissenschaftsgemeinde. Immer wieder wird seitdem aber vor allem auch hervorgehoben, wie viele Galaxien und unerwartet massereiche Schwarze Löcher das Instrument im besonders frühen Universum entdeckt. Das Objekt in der extrem fernen Galaxie UZH1 könnte nun dabei helfen, dieses Phänomen zu erklären und Grundlegendes über die Frühgeschichte dieser Himmelskörper zu erfahren. Insgesamt gibt es dazu drei Forschungsartikel.
(mho)