Astronomen haben im frühen Universum eine Brut ungewöhnlicher Galaxien entdeckt, die hunderte Male schneller wuchs als ihre modernen Cousins, was das Geheimnis der Existenz riesiger Schwarzer Löcher in den frühen Epochen nach dem Urknall erklärt, wie in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
RIA Novosti / Alina Polyanina
„Wir suchten nach einer völlig anderen Sache - wir haben versucht, Spuren der Sternentstehung in den Galaxien zu finden, in denen diese schwarzen Löcher gefunden wurden. Stattdessen konnten wir vier weitere Objekte direkt neben ihnen finden, die Sterne bildeten sich mit halsbrecherischer Geschwindigkeit - mehrere hundert Sonnenmassen pro Jahr “, sagt Roberto Decarli vom Institut für Astronomie in Heidelberg.
Es wird angenommen, dass in den Zentren der massereichsten Galaxien supermassereiche Schwarze Löcher beheimatet sind, deren Masse zwischen einer Million und Milliarden der Sonne liegen kann. Die Gründe für die Bildung dieser Objekte sind noch nicht ganz klar. Die Wissenschaftler glaubten zunächst, dass solche Objekte auf die gleiche Weise entstanden wie ihre normalen "Cousins": als Folge des Gravitationskollapses von Sternen und der anschließenden Verschmelzung mehrerer großer Schwarzer Löcher.
Beobachtungen der ersten Galaxien im Universum ließen Astrophysiker daran zweifeln - es stellte sich heraus, dass sie von Schwarzen Löchern mit einer Masse von mehreren zehn Milliarden Sonnen bewohnt waren. Solche Objekte hätten, wie Berechnungen zeigen, einfach keine Zeit, auf eine solche Größe zu wachsen, wenn sie klein geboren würden. Einige Wissenschaftler begannen daher zu glauben, dass supermassereiche Schwarze Löcher in exotischeren Szenarien entstehen - als Folge des Zusammenbruchs riesiger Wolken aus "reinem" atomarem Wasserstoff oder aufgrund von Klumpen dunkler Materie.
So stellte sich der Künstler die Geburt eines Schwarzen Lochs im frühen Universum vor. Foto: John Wise, Georgia Tech
Decarli und seine Kollegen fanden eine mögliche Antwort auf diese Frage, indem sie die entferntesten Galaxien, in denen diese Schwarzen Löcher gefunden wurden, mit dem ALMA-Radioteleskop untersuchten, das auf dem chilenischen Höhenplateau Chahnantor gebaut wurde. Dieses Teleskop, so erklären die Autoren, kann die Bewegungen selbst der kältesten Gaswolken verfolgen, aus denen sich Sterne bilden, wodurch die Häufigkeit der Sternentstehung direkt abgeschätzt werden kann.
Die Galaxien, die Decarli und seine Kollegen zu untersuchen versuchten, entstanden vor etwa 13 Milliarden Jahren, nur wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall. Die enorme Entfernung zu ihnen und das helle Licht der Quasare erschweren die Versuche, eine Sternzählung in ihnen durchzuführen und die Masse der "stellaren Baumaterialien" zu schätzen, wobei die Spuren von Kohlenstoff in ihrem Spektrum im Mittelpunkt stehen.
Werbevideo:
Aus diesem Grund konnten Astronomen nicht sehen, wie die Sterne in den 25 ursprünglich beobachteten Galaxien geboren wurden, aber sie konnten diesen Prozess in den benachbarten "Stern-Megastädten" verfolgen, in denen Schwarze Löcher nicht so aktiv waren.
Wie sich herausstellte, bilden sich Sterne in ihnen mit unvorstellbar hoher Geschwindigkeit - jedes Jahr werden in ihnen mehrere Sterne geboren, deren Masse mehrere hundert Mal höher ist als die der Sonne. Solche Sternentstehungsraten und der damit verbundene Zustrom von kalter Materie in Galaxien sollten, wie die Berechnungen der Autoren des Artikels zeigen, ausreichen, um die Bildung riesiger Schwarzer Löcher mit einer Masse von Milliarden Sonnen in den ersten Milliarden Jahren des Lebens des Universums zu erklären.
