Seit 2022 sorgt ein Fund des James-Webb-Weltraumteleskops für Aufsehen: kleine rote Punkte (»little red dots«), die in der Frühzeit des Universums, nur wenige Hundert Millionen Jahre nach dem Urknall, das All bevölkerten. Erstaunlich sind ihre Eigenschaften: Es sind kompakte Strahlungsquellen, hell wie Sterne, die aber eine Größe von bis zu 500 Lichtjahren erreichen. Fachleute konnten sich bislang nicht erklären, was die kleinen roten Punkte sind oder woraus sie bestehen. Doch nun legt eine Forschungsgruppe um den Physiker Riko Kuze von der japanischen Tohoku-Universität in einer bei »Physical Review D« erschienenen Arbeit nahe, dass ein Erklärungsansatz gleich zwei kosmologische Rätsel lösen könnte.

Denn nicht nur die kleinen roten Punkte werfen Fragen auf, sondern auch geisterhafte Teilchen namens Neutrinos, die uns aus den Tiefen des Alls erreichen. Bisher wissen Kosmologinnen und Kosmologen nicht, wie diese extrem leichten, elektrisch neutralen Elementarteilchen, die kaum mit Materie wechselwirken, entstehen. Modellen zufolge werden Neutrinos durch Prozesse erzeugt, die von hochenergetischer Gammastrahlung begleitet werden. Doch die Menge an Gammastrahlung, die auf der Erde detektiert wird, passt nicht zur Anzahl der kosmischen Neutrinos – es gibt einen deutlichen Überschuss dieser geisterhaften Teilchen. Nun scheint es, als könnten die kleinen roten Punkte diesen Überschuss erklären.

In den vergangenen Jahren debattierten Fachleute darüber, was hinter den kleinen roten Punkten des jungen Universums stecken könnte. Inzwischen sind viele davon überzeugt, dass es sich um wachsende Schwarze Löcher handelt, die in eine dichte Hülle aus ionisiertem Gas eingebettet sind. Damit wären sie also die Vorläufer der extrem massereichen Schwarzen Löcher mit Millionen bis Milliarden von Sonnenmassen, die heute die Zentren vieler Galaxien bilden. Kuze und sein Team erkannten, dass diese wachsenden Schwarzen Löcher die fehlende Neutrinoquelle sein könnten.

Wie die Forschenden erklären, führen die Bedingungen um die wachsenden Schwarzen Löcher zu Wechselwirkungen zwischen Photonen und Protonen, wodurch Neutrinos entstehen. Die begleitende Gammastrahlung würde hingegen von der dichten Gashülle absorbiert und gestreut, sodass uns diese Strahlung nicht auf der Erde erreicht. Das könnte die Herkunft von bis zu 30 Prozent der kosmischen Neutrinos erklären, womit sich ein bedeutendes kosmologisches Rätsel lösen ließe.