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Frühes Universum: Galaxien, gefangen im Schwarzen Netz

Kaum eine Milliarde Jahre nach dem Urknall waren manche Schwarze Löcher bereits zu Giganten gewachsen. Wie sie so schnell so groß werden konnten, verrät nun vielleicht ein Fund aus dem frühen Universum.
Künstlerische Darstellung des Schwarzen Lochs, bekannt als Quasar SDSS J103027.09+052455.0Laden...

Astronomen haben eine aufschlussreiche Szene im frühen Universum aufgespürt: ein »kosmisches Spinnennetz« aus Gas, das ungefähr 300-mal so groß ist wie die Milchstraße. In seinem Zentrum sitzt die »Spinne« – ein Schwarzes Loch. Es kontrolliert mit seiner Masse die gesamte Struktur, darunter auch die sechs Galaxien, die sich an den Fäden des Netzes befinden.

Das Schauspiel, das gerade einmal gut 900 Millionen Jahre nach dem Urknall stattfand, könnte klären helfen, wie die supermassereichen Schwarzen Löcher, die sich im Zentrum vieler großer Galaxien finden, so schnell nach dem Urknall so viel Masse aufnehmen konnten. Das Loch im Zentrum des Netzes hat sich beispielsweise in seiner kurzen Existenz die Masse von gut einer Milliarde Sonnen einverleibt.

Wie das sein kann, untersuchen Wissenschaftler um Marco Mignoli vom Nationalen Institut für Astrophysik (INAF) in Bologna unter anderem mit Aufnahmen des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO). Die Ergebnisse ihrer Studie erscheinen aktuell im Fachmagazin »Astronomy & Astrophysics«.

Die ursprüngliche strukturbildende Triebkraft war nach den Berechnungen der Wissenschaftler aber gar nicht das Schwarze Loch, sondern ein Halo aus dunkler Materie. Er sammelte mit seiner enormen Schwerkraft das Gas aus der Umgebung ein. Dieses verdichtet sich unter seiner eigenen Schwerkraft zu »Filamenten«, den fadenartigen Strukturen des Netzes. Sie liefern den Treibstoff für das zentrale Schwarze Loch, aber nicht nur für dieses: »Die Galaxien sitzen und wachsen dort, wo die Filamente sich kreuzen«, sagt Mignoli in einer Pressemitteilung der ESO.

Sechs Stück haben die Forscher bereits entdeckt, aber das seien wohl nur die hellsten und »bestimmt nur die Spitze des Eisbergs«, sagt Koautorin Barbara Balmaverde, ebenfalls vom INAF. Insgesamt befinde sich in der Struktur genügend Gas, um das rasche Wachstum des Schwarzen Lochs und der Galaxien zu erklären.

Selbst die hellsten Galaxien im Netz zählen aber auf Grund ihrer großen Entfernung immer noch zu den lichtschwächsten Objekten, die man mit heutigen Teleskopen beobachten kann. Das Team musste die Instrumente in der chilenischen Atacama-Wüste über Stunden auf die entsprechende Himmelsregion richten, um ausreichend Daten zu sammeln. Ein so schönes Bild, wie das oben gezeigte, entsteht dabei allerdings nicht: Es handelt sich um eine künstlerische Darstellung des kosmischen Spinnennetzes.

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