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28.05.2026
12:14 Uhr
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Dank einer glücklichen Fügung konnte erstmals die Masse eines supermassereichen Schwarzen Lochs im frühen Kosmos ermittelt werden. Die Folgen sind weitreichend.
Eine Forschungsgruppe hat mit dem Weltraumteleskop James Webb ein supermassereiches Schwarzes Loch in der Frühzeit des Kosmos gefunden, das schon vor seiner Galaxie entstanden sein muss. Die „bemerkenswerte Entdeckung“, wie Forschungsleiter Roberto Maiolino von der University of Cambridge sie nennt, „stellt die klassischen Theorien darüber, wie sich Schwarze Löcher bilden und wachsen, völlig auf den Kopf“. Bislang sei man gemeinhin davon ausgegangen, dass sich zuerst die Galaxien geformt haben müssten und deren massive Sterne das Material für die Entstehung der gigantischen Schwarzen Löcher geliefert haben. Die Analyse der Galaxie mit der Bezeichnung Abell2744-QSO1 (QSO1) lege nun aber nahe, dass es andersherum abgelaufen sein könnte.
QSO1 ist eine geradezu prototypische „Little Red Dot“-Galaxie erklärt die Forschungsgruppe, diese ungewöhnlichen Gebilde stellen die Astronomie seit geraumer Zeit vor ein Rätsel. Es handelt sich um winzige, strahlend helle und auffallend rote Lichtpunkte aus der Frühzeit des Kosmos, bei denen unklar war, ob es sich nun um Galaxien oder aktive Schwarze Löcher mit dichten Gashüllen handelt. Das Weltraumteleskop James Webb sieht QSO1 demnach ungefähr 700 Millionen Jahre nach dem Urknall, das Objekt hat einen Durchmesser von gerade einmal 1300 Lichtjahren. Dank einer Gravitationslinse im Vordergrund sehen wir den „kleinen roten Punkt“ aber gleich dreimal am Nachthimmel, weshalb er für die Forschung einen enormen Glücksfall darstellt.
Um die Natur des Objekts und seine Zusammensetzung zu erforschen, haben zwei Doktoranden der Universität Florenz mit dem Nahinfrarotspektrometer NIRSpec des Weltraumteleskops ermittelt, wie sich das Gas dort bewegt. Herausgefunden haben sie demnach, dass es eine Keplersche Bewegung ausführt, also wie die Planeten im Sonnensystem um einen zentralen Punkt kreist. Wenn die Masse stärker verteilt wäre, wäre das nicht der Fall, erklärt das Team. Mit insgesamt 50 Millionen Sonnenmassen macht das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum von QSO1 zwei Drittel von dessen Masse aus. Tausendmal so viel wie in vergleichbaren Galaxien in der Umgebung.
Weiterhin haben die Forscher und Forscherinnen herausgefunden, dass das Gas in QSO1 fast ausschließlich aus Wasserstoff und Helium besteht. Schwerere Elemente wie Sauerstoff, die in Galaxien mit vielen Sternen und Überresten von Sternen zu erwarten wären, habe man dagegen nur sehr wenig gefunden. Insgesamt handle es sich um eine der ursprünglichsten Galaxien, die jemals vermessen wurde. Zusammen legen beide Ergebnisse nahe, dass das Schwarze Loch nicht langsam aus Überresten von Sternen entstanden ist, die in stellare Schwarze Löcher kollabiert sind. Wie genau es aber stattdessen entstanden ist, sei damit zwar noch unklar, es sei aber fast sicher, dass das Schwarze Loch „groß geboren“ ist und dafür nicht auf eine Galaxie zurückgegriffen hat.
„Das ist ein phänomenales Ergebnis“, meint Maiolino noch. Nicht nur, weil die Entdeckung eine Antwort auf die Frage nach der Natur der „Little Red Dots“ und zur Entstehung der ersten supermassereichen Schwarzen Löcher liefern könnte. Es handle sich auch noch „um die erste direkte Messung der Masse eines Schwarzen Lochs innerhalb der ersten Milliarde Jahre nach dem Urknall, und sie stimmt mit früheren Messungen überein“. Das bestätigt bisherige Methoden und bedeute, dass die Massen Schwarzer Löcher im frühen Universum nicht überschätzt wurden. Vorgestellt wird die Arbeit in zwei Artikeln in den Forschungsmagazinen Nature und in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
(mho)