Wo die ersten Giganten unter den Schwarzen Löchern herkamen

29. Mai 2016, 11:00
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Lange Zeit war unklar, wie innerhalb der ersten Milliarde Jahre supermassereiche Schwarze Löcher entstehen konnten

Pisa/Tokio – Seit Jahren rätseln Astrophysiker, wie bereits kurze Zeit nach dem Urknall die ersten supermassiven Schwarzen Löcher existieren konnten. Eigentlich brauchen Schwarze Löcher vor allem Zeit, um zu jenen Monstern heranzuwachsen, die man heute aus den Zentren von Spiralgalaxien kennt – Zeit, die den ersten supermassereichen Schwarzen Löchern kaum zur Verfügung gestanden ist.

Um Material von der Masse mehrerer Milliarden Sonnen binnen einer Milliarde Jahre aufzusaugen, muss das Schwarze Loch gleichsam permanent und mit Höchstgeschwindigkeit am Fressen gewesen sein. Der Strahlendruck, der von einer umfangreichen Akkretionsscheibe um ein solches Schwarzes Loch ausgeht, hätte nach vorherrschender Theorie allerdings ausgereicht, um das Schwarze Loch von weiterer Materie abzuschneiden. Dieser These – kleiner Anfang und schnelles Wachstum – steht ein anderes Modell gegenüber, wonach frühe supermassive Schwarze Löcher bereits groß begannen und dann mit normalem Tempo weiter wuchsen.

Keimzellen der Giganten

Ein Team von Astronomen aus Italien und Japan könnte nun das Geheimnis hinter den frühen Riesen gelüftet haben: Die Forscher entdeckten zwei Objekte im jungen Universum, die sie als Vorläuferstadien supermassereicher Schwarzer Löcher identifizierten. Damit lieferten sie erstmals Belege dafür, dass das zweite Modell eher der Realität entspricht.

Die Forscher um Fabio Pacucci von der Scuola Normale Superiore in Pisa schufen eine Computermodell, mit dem sie gleichsam die potenziellen Samenkörner von supermassiven Schwarzen Löchern simulierten. Die Resultate verglichen sie mit Beobachtungsdaten dreier Weltraumteleskope: dem Hubble-Teleskop, dem Chandra Röntgen-Observatorium und dem Weltraumteleskop Spitzer.

Unter den Tausenden Objekten, die die Wissenschafter mit den Simulationsergebnissen verglichen, wurden sie schließlich tatsächlich fündig: Zwei Kandidaten, jeweils gewaltige Gaswolken, zeigten jene Eigenschaften, die sie als mögliche Keimzellen späterer Schwarzer Löcher auszeichneten. Zwei Charakteristika waren besonders bedeutsam: Zum einen verfügten beide Materiewolken über eine Masse von jeweils mehr als 100.000 Sonnenmassen. Und sie dürften bereits weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall existiert haben.

Die Beobachtungen decken sich in vielen Punkten mit der Theorie, dass supermassive Schwarze Löcher im jungen Universum aus dem Kollaps sehr massereicher Gaswolken hervorgingen, berichten Pacucci und seine Kollegen in den "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society". "Damit zeigt die Entdeckung dieser beiden riesigen Materiewolken erstmals, dass supermassive Schwarze Löcher tatsächlich bereits groß begonnen haben", erklärt der Astrophysiker. (red, 29.5.2016)

  • Die Beobachtungen der italienischen Japanischen Astronomen untermauern die Theorie, dass gigantische Schwarze Löcher im frühen Kosmos aus dem Kollaps sehr massereicher Gaswolken hervorgingen.
    illu./fotos: nasa / cxc / stsci.

    Die Beobachtungen der italienischen Japanischen Astronomen untermauern die Theorie, dass gigantische Schwarze Löcher im frühen Kosmos aus dem Kollaps sehr massereicher Gaswolken hervorgingen.

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