Supermassives Schwarzes Loch: Ältester und fernster Quasar widerspricht Theorien

Das nun älteste und fernste bekannte Schwarze Loch ist viel größer, als es einige Theorien erlauben. Wie es überhaupt entstanden ist, ist noch nicht geklärt.

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Künstlerische Darstellung eines Quasars

(Bild: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva)

Von
  • Martin Holland

Eine Gruppe von Astronominnen und Astronomen hat den bislang ältesten bekannten Quasar entdeckt. Der ist so massiv, dass zwei Theorien zur Entstehung solch eines gigantischen Schwarzen Lochs so früh nach dem Urknall ausgeschlossen werden können, erklären sie nun. Immerhin sehen sie J0313-1806 in einem Zustand lediglich 670 Millionen Jahre nach der Entstehung des Universums und gleichzeitig hat das Schwarze Loch bereits eine Masse wie 1,6 Milliarden Sonnen. Es schleudert außerdem Materie mit einem Fünftel der Lichtgeschwindigkeit von sich. Die Entdeckung erlaubt einen meuen Einblick in den Entstehungsprozess riesiger Galaxien in der Frühzeit des Universums.

Quasare sind die aktiven Kerne entfernter Galaxien, die äußerst hell strahlen, weil Materie in deren zentrale supermassereiche Schwarzen Löcher stürzt und dabei enorm erhitzt wird. Sie gehören deswegen zu den hellsten Objekten im Universum und strahlen oft deutlich heller, als ihre Galaxien. Mit solch frühen und gleichzeitig so massiven Quasaren wie J0313-1806 wird es für Forscher immer schwieriger, ihre Entstehung in der vergleichsweise kurzen Zeit zu erklären. Der bisherige Rekordhalter war zwar nur 20 Millionen Jahre jünger als J0313-1806, aber nicht annähernd so massiv, erklären die Forscher. Das nun entdeckte Schwarze Loch vereint die doppelte Masse auf sich.

Wie die Wissenschaftler weiter schreiben, kann dieser Quasar nicht durch Modelle erklärt werden, die auf massiven Sternen aus Wasserstoff bestehen und kollabierenden, dichten Sternenhaufen basieren. Diesen beiden Theorien erlauben keine derart massiven Quasare so früh nach dem Urknall. Selbst wenn das Schwarze Loch von J0313-1806 schon 100 Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden wäre, hätte es damals bereits 10.000 Sonnenmassen umfassen müssen, schreiben sie. Es müsse also durch andere Prozesse entstanden sein, erklärt Xiaohui Fan von der Universität von Arizona. Es müsse stattdessen direkt aus kalten Wasserstoffgas entstanden sein, ohne Sterne als Ausgangsmaterial.

Außerdem gebe J0313-1806 auch einen Hinweis darauf, wann Quasare damit begonnen haben, den Prozess der Sternentstehung in großen Galaxien zu bremsen, indem sie das nötige Ausgangsmaterial aufsaugen. Dieser Prozess könnten noch viel früher begonnen haben, als bislang angenommen, schreiben die Wissenschaftler. Das supermassive Schwarze Loch im Zentrum von J0313-1806 jedenfalls verschlingt ihren Modellen zufolge jährlich das Äquivalent von rund 25 Sonnenmassen. Gleichzeitig werde aber Gas aus der Galaxie gedrückt, das für die Sternentstehung fehlen wird. Noch entstehen dort aber jährlich Sterne mit der Gesamtmasse von etwa 200 Sonnen, haben die Forscher ermittelt – in der Milchstraße ist es lediglich eine.

(mho)