Neue Entdeckung vom James WebbRätsel gelöst? „Kleine Rote Punkte“ erklären Mega-Schwarze Löcher
Rötlich leuchtende Punkte im frühen Universum geben Astronomen seit Jahren Rätsel auf. Zwei Forschungsteams liefern nun neue Belege dafür, dass sich dahinter Schwarze Löcher verbergen - allerdings in einer sehr speziellen Variante.
Bereits wenige 100 Millionen Jahre nach dem Urknall gab es im Kosmos extrem massereiche Schwarze Löcher. Wie konnten diese Schwerkraftmonster derart schnell entstehen? Vom Weltraumteleskop „James Webb“ im jungen Kosmos entdeckte mysteriöse „Kleine Rote Punkte“ liefern möglicherweise eine Antwort auf diese Frage.
Wie Beobachtungen von zwei internationalen Forschungsteams mit dem „Webb“-Teleskop zeigen, könnte es sich bei den Kleinen Roten Punkten um Schwarze Löcher in entstehenden Galaxien handeln. Eine dichte Hülle aus Gas könnte die Schwarzen Löcher schneller als bislang vermutet anwachsen lassen, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.
Nahezu jede Galaxie enthält in ihrer Mitte ein Schwarzes Loch mit der millionen- bis milliardenfachen Masse unserer Sonne. Erstaunlicherweise existierten solche supermassereichen Schwarzen Löcher bereits mehrere 100 Millionen Jahre nach dem Urknall. Schwarze Löcher entstehen, wenn große Sterne ihren nuklearen Energievorrat aufgebraucht haben und unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammenbrechen.
Das Rätsel der kleinen roten Punkte
Schwarze Löcher können an Masse zunehmen, indem sie Materie aus ihrer Umgebung anziehen, die sich zunächst in einer rotierenden Scheibe ansammelt und von dort in das Schwarze Loch hineinfällt. Schwarze Löcher können auch zusammenstoßen, miteinander verschmelzen und so immer größer werden. Doch diese Vorgänge dauern zu lange, um die Entstehung supermassereicher Schwarzer Löcher im jungen Kosmos zu erklären.
Bereits unmittelbar nach seiner Inbetriebnahme 2022 entdeckte das „Webb“-Teleskop eine völlig neue Art astronomischer Objekte: sehr hell leuchtende, rötliche Punkte im jungen Kosmos. Die Kleinen Roten Punkte stellten die Forscher vor ein Rätsel. Ihre Strahlung ähnelt der alter Sterne, aber sie sind milliardenfach heller. Doch da sie auf den Aufnahmen nur als Punkte erscheinen, müssen sie sehr klein sein - viel zu klein für eine Galaxie aus Milliarden von Sternen.
Yiyang Zhang von der Universität Wuhan und seine Kollegen haben jetzt vom „Webb“-Teleskop aufgenommene Bilder von 217 Kleinen Roten Punkten miteinander kombiniert, um sprichwörtlich Licht ins Dunkel zu bringen: Während die Umgebung der roten Objekte auf einzelnen Aufnahmen dunkel ist, zeigt sich in der Summe der 217 Bilder ein schwacher Schein um die Kleinen Roten Punkte.
Warum leuchten Schwarze Löcher rot?
Dieses Licht stammt, so zeigt eine genauere Analyse, von einer großen Zahl neu entstehender Sterne. Die Kleinen Roten Punkte sind, so folgern Zhang und seine Kollegen, keine isolierten Objekte, sondern in kompakte Galaxien eingebettet, in denen Millionen von Sternen entstehen. Damit liegt die Vermutung nahe, dass es sich bei den Kleinen Roten Punkten bereits um Schwarze Löcher in den Zentren dieser Galaxien handelt.
Warum aber leuchten diese Schwarzen Löcher dann rot? Sind sie vielleicht in dichte Staubwolken gehüllt, die ihr Licht rötlich färben? Um diese Fragen zu beantworten, müssen Astronomen die Strahlung der Kleinen Roten Punkte genauer untersuchen. Doch das ist nicht einfach, da sie - wie Zhang und sein Team zeigen - in Galaxien eingebettet sind. Dadurch vermischt sich das Licht der Sterne mit dem des Schwarzen Lochs und erschwert die Beobachtungen.
Rohan Naidu von der Universität Hawaii und seine Kollegen sind bei ihren Beobachtungen jedoch auf eine Ausnahme gestoßen: Der Kleine Rote Punkt MoM-BH*-1 steht offenbar allein im All und weist daher keine störende Strahlung von Sternen einer Galaxie auf.
Lange vorhergesagt - nun aufgespürt
Der klare Blick auf den Kleinen Roten Punkt zeigt ein Schwarzes Loch mit 100.000 Sonnenmassen, in das Materie aus einer dichten Gashülle einfällt, die etwa so groß ist wie unser Sonnensystem. Durch diese Gashülle sieht das Schwarze Loch von außen wie ein gewaltiger Stern aus - die Astronomen sprechen von einem „Schwarzloch-Stern“. Die Existenz solcher Schwarzloch-Sterne wurde schon vor 20 Jahren vorhergesagt. Mit MoM-BH*-1 haben die Himmelsforscher erstmals tatsächlich ein solches Objekt aufgespürt.
Es ist auch die Gashülle, und nicht, wie bislang angenommen, Staub, die das Licht von MoM-BH*-1 rot färbt. Eine solche dichte Gashülle könnte auch das schnelle Wachstum Schwarzer Löcher erklären, denn aus ihr kann erheblich mehr Materie in das Schwarze Loch hineinfallen als aus einer rotierenden Scheibe.
Mehr noch: MoM-BH*-1 stößt, wie die Beobachtungen von Naidu und seinem Team weiter zeigen, in etwa 100 Millionen Jahren mit einer Galaxie in seiner Nachbarschaft zusammen. Nach der Verschmelzung sieht das Objekt dann wie ein gewöhnlicher Kleiner Roter Punkt aus, eingebettet in eine Galaxie voller entstehender Sterne. Schwarzloch-Sterne könnten also nicht nur die Kleinen Roten Punkte erklären, sondern auch eine Antwort auf die Frage liefern, wie Schwarze Löcher nach dem Urknall so schnell anwachsen konnten.
Verwendete Quellen: Rainer Kayser, dpa
