Das Rätsel der supermassereichen Schwarzen Löcher ist gelöst
Stand: 17:15 Uhr| Lesezeit: 3 Minuten
Ein heller sternähnlicher Quasar ist von seiner Wirtsgalaxie aus sichtbar
Quelle: image alliance / Hubble Space Telescope/ESA/Hubble/dpa Quasare sind supermassive Schwarze Löcher von enormer Leuchtkraft. Wie sie in den frühen Tagen des Universums entstanden sind, hat die Astronomen schon immer verwirrt. Jetzt fanden sie eine Erklärung. Kalte Gase spielen hier eine wichtige Rolle. Fast eine Milliarde Jahre nach dem Urknall entzündeten sich die ersten Quasare im Universum – supermassive Schwarze Löcher in den Zentren neu entstandener Galaxien. Doch wie konnten in so kurzer Zeit – astronomisch gesehen – so große Objekte mit bis zu einer Milliarde Sonnenmassen entstehen? Ein internationales Forscherteam hat nun mit Hilfe von Computersimulationen eine Antwort auf diese Frage gefunden: Kalte, turbulente Gasströme verdichten sich zu den ersten Schwarzen Löchern mit zehn- bis hunderttausend Sonnenmassen. Diese Objekte dienen dann als „Samen“ für die Entstehung supermassiver Schwarzer Löcher, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“. Lesen Sie auch Im heutigen Universum hat fast jede Galaxie in ihrem Zentrum ein supermassereiches Schwarzes Loch mit der millionen- bis milliardenfachen Masse unserer Sonne. Zunächst glaubten Astronomen, dass diese supermassereichen Schwarzen Löcher im Laufe der kosmischen Geschichte mehr oder weniger gleichmäßig an Masse zunehmen würden. Diese Vorstellung musste jedoch korrigiert werden, als in der frühen Welt zahlreiche Quasare entdeckt wurden. Sie sind auch supermassive Schwarze Löcher, in die Materie strömt und sich dabei erhitzt – weshalb Quasare heller leuchten als die Galaxien in ihren Zentren. „Kosmologische Simulationen haben gezeigt, dass diese Quasare durch Einströmen von kaltem Gas entstehen können“, erklären Muhammad Latif von der Universität der Vereinigten Arabischen Emirate und seine Kollegen aus Österreich, Großbritannien und Kanada. „Aber Voraussetzung dafür ist, dass es bereits Schwarze Löcher mit zehn- bis hunderttausend Sonnenmassen gibt. Bisher gab es jedoch keine endgültige Erklärung für ihre Entstehung.” Lesen Sie auch Ungewöhnliche Szenarien können zwar zur Bildung dieser „Keimlinge“ für supermassive Schwarze Löcher führen – aber zu selten, um die Häufigkeit von Quasaren im jungen Universum zu erklären. Latif und seinen Kollegen ist es nun gelungen, mit hochauflösenden Computersimulationen eine Erklärung für die Entstehung der ersten Schwarzen Löcher zu finden. Wie die Wissenschaftler berichten, führt der Einstrom von kaltem Gas in Galaxien, die sich im jungen Universum bilden, zu starken Turbulenzen – und diese Turbulenzen verhindern, dass das Gas auf normale Weise Sterne bildet. Lesen Sie auch Erst wenn die Masse des angesammelten kalten Gases auf 30.000 bis 40.000 Sonnenmassen angewachsen ist, kollabiert die dichte Gaswolke unter ihrer eigenen Schwerkraft und bildet ein entsprechend großes Schwarzes Loch. Laut Latif und seinen Kollegen sorgt dieser einfache, robuste Prozess dafür, dass sich überall dort, wo genügend Gas vorhanden ist, um einen Quasar zu bilden, zuerst ein „Keim“ bilden kann. Und dieser Prozess tritt auch oft genug auf, um die Anzahl der Quasare zu erklären. „Die ersten Quasare waren also eine natürliche Folge der Strukturbildung im frühen Universum“, sagen die Forscher, „und brauchten keine exotischen, gut koordinierten Umgebungen, wie bisher angenommen.“
