Ein Schwarzes Loch mit der 50-millionenfachen Masse der Sonne scheint sich vor der Galaxie gebildet zu haben, die es umgibt. Forscher, die das James-Webb-Weltraumteleskop nutzten, haben das Gas kartiert, das dieses Objekt in einer winzigen Galaxie namens Abell2744-QSO1 umkreist, die mehr als 13 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Schwarze Loch von Anfang an gewaltig war und möglicherweise innerhalb der ersten Sekunde nach dem Urknall entstand, ohne vorherigen Sternkollaps.
Eine winzige Galaxie mit einem riesigen Geheimnis
Die Galaxie QSO1 ist das, was Astronomen einen kleinen roten Punkt nennen. Sie ist nur 1300 Lichtjahre breit, und ihr Licht ist seit mehr als 13 Milliarden Jahren unterwegs. Sie sitzt hinter dem Pandora-Cluster, einem massiven Galaxienhaufen, der das Licht von QSO1 krümmt und verstärkt, sodass es an drei verschiedenen Stellen am Himmel erscheint. Diese Gravitationslinse ermöglichte es dem Team, die Galaxie mit ungewöhnlicher Detailgenauigkeit zu untersuchen. Das Schwarze Loch in ihrem Zentrum wurde zuvor auf 40 Millionen Sonnenmassen geschätzt, aber die neuen Beobachtungen erhöhten diese Zahl auf 50 Millionen. Die Galaxie selbst ist weit kleiner und weniger massereich, als Wissenschaftler erwarten würden, um ein solch riesiges Schwarzes Loch zu beherbergen.
Ein Paradigmenwechsel bei der Entstehung Schwarzer Löcher
Wissenschaftler glaubten lange, dass Schwarze Löcher entstehen, wenn große Sterne in einer bestehenden Galaxie kollabieren. Diese Schwarzen Löcher wachsen dann, indem sie Gas verschlucken und mit anderen verschmelzen. Aber das Schwarze Loch in QSO1 scheint diesen gesamten Prozess übersprungen zu haben. Es war bereits enorm, als die Galaxie noch jung und klein war. Das Team maß die Bewegung und Zusammensetzung des Gases, das das Schwarze Loch umwirbelt, mit Webbs Bildgebungs- und Spektroskopieinstrumenten. Sie fanden klare Beweise dafür, dass das Schwarze Loch nicht aus einem Sternkollaps stammt. Stattdessen muss es groß geboren worden sein, möglicherweise durch den direkten Kollaps massiver Gaswolken im frühen Universum. Roberto Maiolino von der Universität Cambridge, ein Koautor der in Nature und den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlichten Studien, nannte den Befund einen Paradigmenwechsel, der eine vollständige Überarbeitung der Entstehung und des Wachstums Schwarzer Löcher erzwingt.
Warum lokale Forscher und die Öffentlichkeit sich dafür interessieren
Für Astronomen im Vereinigten Königreich und auf der ganzen Welt stellt diese Entdeckung eine grundlegende Annahme über die kosmische Geschichte in Frage. Bisher basierten alle Massenmessungen früher Schwarzer Löcher auf indirekten Methoden, die auf Regeln beruhen, die für nahe Schwarze Löcher gelten. Francesco D'Eugenio, ebenfalls von der Universität Cambridge und Koautor, merkte an, dass niemand wusste, ob diese Regeln für das ferne Universum gelten. Dieser Befund zeigt, dass sie es möglicherweise nicht tun. Das Schwarze Loch in QSO1 ist älter als seine Wirtsgalaxie, was bedeutet, dass sich die Galaxie um ein bereits existierendes Monster herum gebildet hat. Das kehrt die lange angenommene Reihenfolge der Ereignisse um: zuerst die Galaxie, dann das Schwarze Loch.
Diese Entdeckung schreibt nicht die Geschichte jedes Schwarzen Lochs neu, aber sie fügt ein neues Kapitel hinzu. Einige supermassereiche Schwarze Löcher im frühen Universum waren keine langsamen Wachser. Sie waren von Anfang an Riesen, und ihre Galaxien kamen später.
