So jung und schon so dick : Gewaltiges Schwarzes Loch aus der Frühzeit des Universums entdeckt

Zwölf Milliarden Mal schwerer als die Sonne: Ein gigantisches Schwarzes Loch stellt Astronomen vor ein Rätsel.

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Massemonster. Künstlerische Darstellung des Schwarzen Lochs im Zentrum einer Galaxie. Sie leuchtet so hell wie 430 Billionen Sonnen und konnte daher trotz der großen Entfernung entdeckt werden.
Massemonster. Künstlerische Darstellung des Schwarzen Lochs im Zentrum einer Galaxie. Sie leuchtet so hell wie 430 Billionen...Abb.: Zhaoyu Li (Shanghai Astronomical Observatory)

Es hat eine Masse wie zwölf Milliarden Sonnen – und das gerade einmal 875 Millionen Jahre nach dem Urknall. Das Schwarze Loch „SDSS J0100+2802“ stellt neue Rekorde auf und die Astronomen vor ein Rätsel. Ein Team um Xue-Bing Wu hat das Schwerkraftmonster bei der systematischen Suche nach weit entfernten Objekten aufgespürt. Sie berichten davon im Fachblatt „Nature“.

„Die Entstehung eines derart großen Schwarzen Lochs ist nur schwer mit den gegenwärtigen Theorien über ihre Entstehung und ihr Wachstum in Einklang zu bringen“, sagt der Ko-Autor Fuyan Bian vom Mount Stromlo Observatory (Australien). Astronomen gehen davon aus, dass nahezu jede Galaxie im Zentrum ein Schwarzes Loch mit der millionen- oder gar milliardenfachen Masse der Sonne enthält. Größere Galaxien haben größere Schwarze Löcher, das ist ein Indiz dafür, dass Galaxien und Schwarze Löcher im Lauf der Zeit gemeinsam wachsen.

Die einfallende Materie erhitzt sich und beginnt zu strahlen

Die ersten großen Schwarzen Löcher nach dem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren besaßen vermutlich eine Masse zwischen 100 und 100 000 Sonnenmassen. Durch Verschmelzungen und durch den Zustrom von Materie wurden sie stetig schwerer. Doch diesem Prozess sind Grenzen gesetzt. Die einfallende Materie erhitzt sich und beginnt zu strahlen. So leuchten die Schwarzen Löcher als Quasare im jungen Kosmos auf. Zugleich übt die Strahlung einen Druck auf die zuströmende Materie aus und bremst so das Wachstum der Schwarzen Löcher.

Je weiter die Astronomen ins All blicken, desto weniger Schwarze Löcher mit extrem großen Massen sollten sie aufspüren. Denn der Blick in große Entfernungen ist zugleich ein Blick in die Vergangenheit. Das Licht von SDSS J0100+2802 hat 12,9 Milliarden Jahre zu uns gebraucht. Die Forscher sehen den Quasar daher so, wie er vor 12,9 Milliarden Jahren, 875 Millionen Jahre nach dem Urknall, ausgesehen hat. Um in dieser Zeit auf diese Masse zu kommen, muss das Schwarze Loch ständig die maximal möglich Menge an Materie aufgenommen haben. Laut Theorie kann ein solches Wachstum am Limit aber maximal 10 bis 100 Millionen Jahre andauern.

Offenbar wachsen die Schwerkraftmonster schneller als ihre Wirtsgalaxien

„Unsere Beobachtungen deuten darauf hin, dass Schwarze Löcher schneller wachsen als ihre Wirtsgalaxien“, sagt Yuri Beletsky vom Las Campanas Observatory in Chile. Wie so ein rasantes Wachstum vonstatten geht, wissen die Forscher nicht. Möglicherweise behindert die Strahlung den Zustrom von Materie nicht so stark wie angenommen. Das Team hofft nun, weitere extreme Schwarze Löcher im jungen Kosmos zu finden und so dem Mysterium ihrer Entstehung auf die Spur zu kommen.

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