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Galaxien: Kosmische Keime für extrem massereiche Schwarze Löcher

Die riesigen Schwarzen Löcher im Zentrum der Galaxien entstehen offenbar über eine Abkürzung. So konnten sie schon überraschend früh im Universum auftauchen.
Künstlerische Darstellung eines sich bildenden supermassereichen Schwarzen LochsLaden...

Fast jede Galaxie hat ein gewaltiges Schwarzes Loch in ihrem Zentrum, dessen Masse das Millionen- oder gar Milliardenfache der Sonne beträgt. Wie diese Giganten entstanden sind, darüber existieren unterschiedliche Theorien. So könnten sie sich durch Verschmelzung mehrerer kleiner Schwarzer Löcher gebildet haben, die aus dem Kollaps früher Riesensterne hervorgingen. Problematisch an dieser Vorstellung ist aber, dass die ersten dieser Objekte bereits relativ früh nach dem Urknall auftauchen – schon nach weniger als einer Milliarde Jahren. Wie konnten sie sich so schnell bilden? Und so schnell wachsen?

Manche Astronomen favorisieren darum ein anderes Szenario. Dem zufolge bildeten sich die galaktischen Kerne ohne den Umweg über kleinere Löcher direkt aus großen Gasansammlungen vor Ort. Für diese Vorstellung hat ein Team um Fabio Pacucci von der Scuola Normale Superiore in Pisa nun mit Hilfe dreier Weltraumteleskope neue Belege gefunden. Sie identifizierten zwei "Keime", bei denen es sich ihrer Meinung nach sehr wahrscheinlich um Frühstadien solcher extrem massereichen Schwarzen Löcher handeln dürfte.

Einer der beiden Kandidaten im sichtbaren LichtLaden...
Einer der beiden Kandidaten im sichtbaren Licht | Mit dem Weltraumteleskop Hubble fertigten die Wissenschaftler diese Aufnahme eines der beiden mutmaßlichen Frühstadien supermassereicher Schwarzer Löcher an.

Zunächst berechneten sie auf Grundlage theoretischer Modelle, welche Eigenschaften direkt entstandene Schwarze Löcher haben müssten. Dann suchten sie mit Hilfe der Weltraumteleskope Hubble, Chandra und Spitzer nach geeigneten Kandidaten. Zwei Objekte passten von ihren Röntgen- und Infraroteigenschaften ausgehend zu den theoretischen Vorhersagen. Sie haben eine Masse von etwa dem 100 000-Fachen der Sonne und befinden sich in einer Entfernung, die nahelegt, dass sie sich bildeten, als das Universum noch weniger als eine Milliarde Jahre alt war.

"Es wird viel darüber diskutiert, welchen Entwicklungspfad diese Schwarzen Löcher nehmen. Unsere Arbeit weist darauf hin, dass die Schwarzen Löcher bereits groß anfangen und dann mit normaler Geschwindigkeit wachsen, anstatt klein anzufangen und dann sehr schnell größer zu werden", sagt Studien-Koautor Andrea Ferrara.

Die Forscher wollen nun die beiden fraglichen Objekte genauer studieren. Geplante Großteleskope der nächsten Generation wie das James Webb Space Telescope oder das European Extremely Large Telescope sollten dabei helfen, noch frühere Stadien der Galaxienbildung in noch größerer Distanz zur Erde zu beobachten.

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