Die ersten riesigen Schwarzen Löcher wuchsen dank der "Hilfe" benachbarter Galaxien, deren Strahlung die Bildung von Sternen in den "Embryonen" der zukünftigen Giganten des Universums verhinderte, in einem ultraschnellen Tempo. Dies geht aus einem Artikel hervor, der in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht wurde.
„Der Zusammenbruch einer Galaxie und die Bildung eines Schwarzen Lochs mit einer Masse von einer Million Sonnen geschieht in diesem Fall in nur 100.000 Jahren, nach kosmischen Maßstäben ein Augenblick. Nach einigen Millionen Jahren wächst es auf eine Masse von einer Milliarde Sonnen, was merklich schneller ist als erwartet “, sagte Zoltan Haiman von der Columbia University in New York (USA).
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. 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 glaubten daher, dass supermassereiche Schwarze Löcher nach exotischeren Szenarien entstehen - als Folge des Zusammenbruchs riesiger Wolken aus "reinem" atomarem Wasserstoff oder aufgrund des Vorhandenseins von Klumpen dunkler Materie in ihnen.
Hyman und seine Kollegen haben ein weiteres ungewöhnliches Szenario für die Geburt der größten Schwarzen Löcher im Universum vorgeschlagen, in dem nicht ihre "Embryonen", sondern ihre Weltraumnachbarn - andere große Galaxien - die Schlüsselrolle spielen.
Das Haupthindernis für das Wachstum von Schwarzen Löchern sind laut Hyman Sterne oder vielmehr der Prozess ihrer Entstehung. Wenn schwarze Löcher zu wachsen beginnen, erscheinen in ihrem "Embryo" Materieklumpen, Nebel, in denen Dutzende und Hunderte von Sternen geboren werden. Die Sterne ziehen Gas an und verhindern, dass es sich in Richtung des Schwarzen Lochs bewegt, wodurch sein Wachstum tatsächlich von selbst aufhört.
Der Prozess der Sternentstehung kann gestoppt werden, wenn in dem Moment, in dem der "Embryo" eines Schwarzen Lochs komprimiert wird, die darin enthaltenen Wasserstoffmoleküle in einzelne Atome oder Ionen gespalten werden. Dies könnte, wie Hyman und seine Kollegen vorgeschlagen haben, durch eine ziemlich große Galaxie mit einer signifikanten Anzahl junger Sterne erreicht werden, die große Mengen an Röntgenstrahlen und ultravioletter Strahlung emittieren.
Wissenschaftler haben diese Idee getestet, indem sie ein Computermodell des frühen Universums erstellt haben, in dem die ersten Galaxien und die Samen von Schwarzen Löchern leben. Wie ihre Berechnungen zeigten, können große Galaxien das Wachstum von Schwarzen Löchern in ihren "Nachbarn" tatsächlich beschleunigen, wenn sie sich in einem bestimmten Abstand von ihnen befinden und die richtige Masse und Helligkeit haben. Dann zerfällt das Gas in benachbarten Galaxien in Atome, erwärmt sich jedoch nicht so stark, dass die Galaxie einfach in Teile zerfällt, ohne ein Schwarzes Loch zu bilden.
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Alle diese Berechnungen schließen, wie Wissenschaftler betonen, alternative Szenarien für die Bildung der größten Schwarzen Löcher im Universum nicht aus. Hyman und seine Kollegen hoffen, dass der Start des James Webb-Teleskops, des weltweit größten umlaufenden Teleskops, dazu beitragen wird, diese frühen Galaxien zu sehen und zu verstehen, ob sie wirklich zum Wachstum der Schwarzen Löcher beigetragen haben oder ob sie auf andere Weise entstanden sind.
