Ein Schwarzes Loch, das schneller wächst als erwartet, wurde im frühen Universum entdeckt

Astronomen haben einen ungewöhnlichen Quasar mit der Bezeichnung ID830 identifiziert, ein supermassereiches Schwarzes Loch aus dem frühen Universum, dessen Masse offenbar schneller gewachsen ist als die Eddington-Grenze, eine theoretische Obergrenze für die Akkretionsrate. Besonders faszinierend ist die Tatsache, dass das Objekt gleichzeitig starke Röntgen- und Radiowellen aussendet – eine Kombination, die bisher als äußerst unwahrscheinlich galt.

Quasar ID830 existierte vor etwa 12 Milliarden Jahren, als das Universum erst etwa 15 % seines heutigen Alters hatte. Trotz seines jungen Alters besaß das Objekt bereits die etwa 440-millionenfache Masse der Sonne. Zum Vergleich: Dies ist mehr als das Hundertfache der Masse von Sagittarius A*, dem Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße. ID830 zieht aktiv Materie aus seiner Umgebung an und bildet eine schnell rotierende Akkretionsscheibe, in der sich Materie mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegt. Gleichzeitig brechen an seinen Polen starke Strahlungsstrahlen aus.

Die Ergebnisse des internationalen Forschungsteams wurden am 21. Januar im „The Astrophysical Journal“ veröffentlicht. Die Wissenschaftler untersuchten das Objekt in verschiedenen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums, um zu verstehen, wie es die klassische Eddington-Grenze überschreiten konnte.

Gemäß bestehenden Modellen ist das Wachstum eines Schwarzen Lochs durch physikalische Gesetze begrenzt. Während es Gas und Staub absorbiert, bildet sich eine Akkretionsscheibe um es herum. Die einfallende Materie erhitzt sich und beginnt Energie abzustrahlen, wodurch Strahlungsdruck entsteht. Dieser Druck drückt die Materie teilweise nach außen und verhindert so, dass sie weiter nach innen stürzt. Das Gleichgewicht zwischen Gravitation und Strahlung bestimmt die Eddington-Grenze – eine Art selbstregulierender Mechanismus. Forscher vermuten jedoch, dass diese Grenze unter bestimmten Bedingungen vorübergehend überschritten werden kann. Ein mögliches Szenario beinhaltet kurze Phasen extrem intensiver Materieabsorption, bevor der zunehmende Strahlungsdruck den Prozess verlangsamt. Eine alternative Hypothese bezieht sich auf geometrische Merkmale: Materie könnte durch die Äquatorialregion zum Schwarzen Loch strömen, während Strahlung überwiegend durch die Pole entweicht und so den Materiezufluss nicht wesentlich behindert.

Diese Mechanismen erklären teilweise, wie supermassereiche Schwarze Löcher so früh in der kosmischen Geschichte entstanden sind. Beobachtungen des James-Webb-Weltraumteleskops haben bereits gezeigt, dass sich solche Objekte deutlich schneller bildeten als bisherige theoretische Berechnungen vorhersagten.

Es gibt auch die Hypothese, dass Sterne der Population III – die ältesten und massereichsten Sterne im frühen Universum – als „Keime“ der ersten Schwarzen Löcher gedient haben könnten. Selbst in diesem Szenario müssten zukünftige supermassereiche Schwarze Löcher jedoch über einen langen Zeitraum – mehr als 650 Millionen Jahre – nahe der Eddington-Grenze kontinuierlich wachsen, was auf das Vorhandensein riesiger Gasreserven in ihrer Umgebung hindeutet.

Die Entdeckung von ID830 stellt bisherige Vorstellungen über die Entstehung der ersten riesigen Schwarzen Löcher in Frage und könnte eine Überarbeitung bestehender Modelle der Entwicklung des frühen Universums erforderlich machen.

Zur Erinnerung: Wissenschaftler haben neue Verwerfungen auf dem Mond entdeckt und festgestellt, dass er schrumpft.

Fortsetzung folgt…