Schwarze Löcher: »Little red dot« stellt Entfernungsrekord auf

Die vor wenigen Jahren mit dem James-Webb-Weltraumteleskop gefundenen »little red dots« können durch Schwarzloch-Sterne erklärt werden. Die zurzeit am weitesten rötliche Punktquelle ist entdeckt worden.

von Andreas Müller

Eine astronomische Aufnahme zeigt ein dichtes Sternenfeld mit zahlreichen leuchtenden Sternen und Galaxien vor einem dunklen Hintergrund. In der rechten unteren Ecke ist ein vergrößerter Ausschnitt mit der Bezeichnung »MoM-z14« zu sehen, der ein besonderes Himmelsobjekt hervorhebt: die fernste Galaxie. — © NASA, ESA, CSA, STScI, Rohan Naidu (MIT); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI) / NASA Webb Pushes Boundaries of Observable Universe Closer to Big Bang (Ausschnitt)
Mit der Nahinfrarotkamera NIRCam des James-Webb-Teleskops entstand diese weitläufige Aufnahme im Sternbild Sextant am Südhimmel. Hervorgehoben ist eine unscheinbare Himmelsquelle namens MoM-z14, die am weitesten entfernte Galaxie. In der gleichen Beobachtungskampagne MoM wurde auch der »little red dot« MoM-BH*-1 entdeckt, der den aktuellen Distanzrekord hält.

Die »little red dots« (LRDs) sorgen seit rund zwei Jahren für Furore in der Astronomie. Beinahe wöchentlich erscheinen neue Forschungsergebnisse und Funde zu den mysteriösen Quellen. Es handelt sich dabei um Himmelsobjekte, die am Himmel sehr leuchtschwach, strukturlos und rötlich erscheinen. Dieses Aussehen ist typisch für extrem weit entfernte Galaxien. Die enorme Distanz macht es unmöglich, Details der Quelle abzubilden. Die Verfärbung kommt durch kosmologische Rotverschiebung zustande. Tatsächlich sind die LRDs keine Galaxien, sondern sternartige Einzelobjekte. Ein internationales Team um Rohan Naidu vom Institute for Astronomy an der University of Hawaii und Jorryt Matthee vom Institute of Science and Technology Austria (ISTA) hat den am weitesten entfernten »little red dot« aufgespürt. Er befindet sich bei einer kosmologischen Rotverschiebung von z ≈ 7,8. Das bedeutet, dass er in einer Epoche von nur rund 660 Millionen Jahren nach dem Urknall sein Dasein fristete. Wir sehen ihn also so, wie er vor gut 13,1 Milliarden Jahren aussah. Die Arbeitsgruppe veröffentlichte ihre Untersuchung in der Fachzeitschrift »Nature«.

Beobachtungen mit Webb

Die Forschenden führten mit dem James-Webb-Weltraumteleskop eine Beobachtungskampagne durch, die sie »Mirage or Miracle« (auf Deutsch: Fata Morgana oder Wunder) tauften. Sie analysierten unter einer Vielzahl von Objekten auch eines mit einer Rotverschiebung von z ≈ 7,8, das damit extrem weit von der Erde entfernt ist. Aus dem Bild der Quelle lernt man wenig, weil kaum etwas zu erkennen ist. Das Team zog viel mehr Erkenntnisse aus dem Spektrum der Quelle. Sie trägt die Bezeichnung MoM-BH*-1 (BH für »black hole«, also Schwarzes Loch) und könnte ein Schwarzes Loch mit etwa 100 000-mal so viel Masse wie unsere Sonne haben, wie Rohan Naidu angibt.

Schwarze Löcher stecken dahinter

Derzeit sind einige Hundert »little red dots« bekannt. Es sind eine Art Baby-Quasare. Favorisiert wird zurzeit das Modell, bei dem Schwarze Löcher verborgen innerhalb eines Staubkokons sitzen. Diese Idee eines Schwarzloch-Sterns (englisch: black hole star) gilt inzwischen als etabliert, um die rötlichen Punktquellen physikalisch zu beschreiben. Es war sogar gelungen, einen LRD zu wiegen.

Das Schwarze Loch in einem LRD wächst schnell, indem es Masse aus der direkten Umgebung aufsammelt. Der Fund spricht für die Vorstellung, dass am Anfang einzelne massearme Schwarze Löcher durch Aufsammeln von Materie – der Akkretion – zu deutlich massereicheren Schwarzen Löchern wurden. Im weiter entwickelten, lokalen Universum beobachten Astronominnen und Astronomen die Giganten mit Millionen bis Milliarden Sonnenmassen. Die »little red dots« sind damit offenbar der Schlüssel zum Verständnis, wie aus kleineren Schwarzen Löchern der frühesten Phasen nach dem Urknall später riesige Vertreter ihrer Art wurden.