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Quasar: Astronomen entdecken bislang ältestes Schwarzes Loch

Forscher haben den bisher ältesten bekannten Quasar gesichtet. Doch der Blick in die Kinderstube des Universums wirft Fragen auf: Wie konnten Galaxien so früh so schnell entstehen?
Illustration des fernsten und ältesten Quasars J0313-1806. Laden...

Forscher haben 13,03 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt den bisher fernsten und ältesten Quasar ausfindig gemacht. Das Team um Feige Wang von der University of Arizona stellte die Entdeckung mit der Fachbezeichnung J0313-1806 auf einer Konferenz der American Astronomical Society vor. Wie die Astronomen demnächst auch in den »Astrophysical Journal Letters« berichten werden, zeigt sich der Quasar, in dem sich ein extrem massereiches Schwarzes Loch befindet, in einem Zustand, wie er 670 Millionen Jahre nach dem Urknall aussah. Somit bietet J0313-1806 einen Blick in die Frühzeit des Universums, denn es hatte damals erst rund fünf Prozent seines heutigen Alters von 13,8 Milliarden Jahren erreicht.

Die Beobachtung gelang Wang und seinen Kollegen mit einer Reihe von weltweit platzierten Großteleskopen, unter anderem Gemini North auf Hawaii und Gemini South in Chile. Quasare sind die extrem hellen Zentren von aktiven Galaxien. Ihre hohe Leuchtkraft entsteht, weil das äußerst massereiche Schwarze Loch im Kern große Mengen der Materie in seinem Umfeld verschlingt. Dabei entsteht um das Schwarze Loch auch die typische Akkretionsscheibe, quasi ein gigantischer Materiestrudel. Die Akkretionsscheibe heizt sich in diesem Prozess sehr stark auf und gibt die Wärme in Form von Strahlung ab, die das gesamte elektromagnetische Spektrum abdeckt – und eine extreme Leuchtkraft besitzt.

Der Quasar J0313-1806 besteht aus einem extrem massereichen Schwarzen Loch mit 1,6 Milliarden Sonnenmassen. Es strahlt zirka 1000-mal so hell wie das gesamte Milchstraßensystem. Die kosmologische Rotverschiebung, die ein Maß für die Entfernung ist, liegt für diesen Quasar bei einem Wert von z = 7,642. Mit der Rotverschiebung ermitteln Astronomen die Entfernung von der Erde und bestimmen auch das Alter eines kosmischen Objekts. Dabei gilt: Je höher die Rotverschiebung, desto weiter entfernt und älter ist ein Himmelsobjekt. In diesem Fall befindet sich die Galaxie von J0313-1806 bei zirka 13,03 Milliarden Lichtjahren, in einem Alter von nur 670 Millionen Jahre nach dem Urknall.

Für Feige Wang und sein Team sorgt die Entdeckung für neue Forschungsfragen darüber, wie Galaxien so früh entstanden sein können: »Schwarze Löcher, die aus den ersten massereichen Sternen hervorgegangen sind, können eigentlich nicht innerhalb weniger hundert Millionen Jahre so groß geworden sein«, sagt der Astronom laut einer Pressemitteilung des beteiligten Noirlab. Eine derart frühe Wechselwirkung zwischen einem Schwarzen Loch und seiner umgebenden Galaxie hätten Astronomen laut Wang bisher noch nicht beobachtet.

Den bisherigen Rekordhalter unter den Quasaren entdeckten Forscher im Jahr 2017 in einer Entfernung von 13,01 Milliarden Lichtjahren. Im Kern dieser Galaxie befindet sich ein Schwarzes Loch mit etwa 800 Millionen Sonnenmassen.

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