James-Webb-Teleskop entdeckt ältestes bisher bekanntes Schwarzes Loch

Dieses sei bereits so kurz nach dem Urknall entstanden, dass die Entdeckung zu neuen Theorien zur Entstehung Schwarzer Löcher führen könnte, erklärten Astronomen der Cambridge-Universität. Demnach verschlang das Schwarze Loch seine Wirtsgalaxie GN-z11 bereits 430 Millionen Jahre nach der Geburt des Universums – in einer Zeit, die als kosmische Morgendämmerung bezeichnet wird.

Damit sei es 200 Millionen Jahre älter als alle anderen massereichen Schwarzen Löcher, die bisher entdeckt worden sind, sagte Jan Scholtz, Mitautor der Studie und Astronom der Universität Cambridge, gegenüber der Nachrichtenagentur AFP. Die Frage, wie es innerhalb so kurzer Zeit nach dem Urknall vor 13,8 Milliarden so schnell wachsen konnte, werde neue Informationen „für die nächste Generation theoretischer Modelle“ zur Entstehung von Schwarzen Löchern liefern, so Scholtz.

Die Galaxie GN-z11, aufgenommen mit dem Hubble-Weltraumteleskop. Foto: NASA, ESA, and P. Oesch (Yale University)

Blitzgeburt im Universum?

Schwarze Löcher haben eine so starke Gravitation, dass selbst Licht ihnen nicht entweichen kann. Wie alle Schwarzen Löcher sei das neu entdeckte Schwarze Loch unsichtbar und nur durch die gewaltigen Lichtexplosionen entdeckt worden, die beim Verschlingen von Materie entstehen, hieß es in der Studie weiter.

Dieses Licht war es auch, das es dem Hubble-Weltraumteleskop im Jahr 2016 ermöglicht hatte, seine Wirtsgalaxie GN-z11 zu entdecken – die zu dem Zeitpunkt älteste und am weitesten entfernte Galaxie. Hubble entdeckte jedoch nicht das Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie.

Normalerweise braucht ein Schwarzes Loch in den Galaxien hunderte Millionen – wenn nicht Milliarden – Jahre, um sich zu bilden. Stephane Charlot, Mitautor der Studie und Astrophysiker in Paris, vermutet nun, dass Schwarze Löcher in der Frühzeit des Universums auf eine andere Weise entstanden sein könnten als später.

So könnten sie etwa durch die Explosion besonders massereicher Sterne entstanden sein, die es nur im frühen Universum gab, sagte Charlot. Alternativ könnten sie durch den „direkten Kollaps einer dichten Gaswolke gebildet worden sein, ohne die Phase der Sternbildung zu durchlaufen“, fügte er hinzu. Danach hätte das Loch das reichlich vorhandene Gas ringsum verschlingen und dadurch schnell wachsen können.

Ein Schwarzes Loch und sein Aufbau. Foto: ts/Epoch Times nach ESO (CC BY 4.0)

Blick in die Zeit des Urknalls

Scholtz betonte, dass alles, was bisher über das Schwarze Loch der GN-z11-Galaxie bekannt ist, „keines dieser Szenarien ausschließt“. Der Wissenschaftler hofft, dass das Webb- und andere Teleskope, wie etwa das Euclid-Teleskop der Europäischen Weltraumorganisation ESA – noch mehr Schwarze Löcher aus den Anfangszeiten des Universums entdecken werden.

Das auch mit deutscher Beteiligung gebaute James-Webb-Teleskop war im Dezember 2021 nach jahrzehntelangen Vorbereitungen ins All gebracht worden. Nun befindet es sich mehr als anderthalb Millionen Kilometer von der Erde entfernt.

Es erforscht die Frühzeit des Kosmos, nur einige hundert Millionen Jahre nachdem der Urknall vor etwa rund 13,8 Milliarden Jahren stattgefunden haben soll. Astronomen versprechen sich Rückschlüsse auf die Bildung der ersten Sterne und Galaxien. (afp)

Die Studie erschien am 17. Januar 2024 im Fachmagazin „Nature“.