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Martin Holland 439

Bislang fernstes und ältestes Schwarzes Loch überrascht Astronomen

Bislang fernstes Schwarzes Loch birgt Überraschungen über Zeit nach Urknall

Künstlerische Darstellung des Quasars

Bild: MPIA

Ein mehr als 13 Milliarden Lichtjahre entferntes Schwarzes Loch in einem Galaxienkern strahle schon weniger als 700 Millionen Jahre nach dem Urknall enorm hell. Forscher müssen nun ihre Modelle zur Frühzeit des Universums anpassen.

Astronomen haben das bislang am weitesten entfernte supermassive Schwarze Loch entdeckt und müssen nun Modelle über die Geschichte des Kosmos und die Entstehung von Galaxien überprüfen. Wie das Max-Planck-Institut für Astronomie mitteilt, ist der sogenannte Quasar mehr als 13 Milliarden Lichtjahre entfernt. Das von ihm eingefangene Licht wurde also lediglich 690 Millionen Jahre nach Urknall ausgesendet und verrät uns deshalb einiges über diese Frühzeit des Universums. Demnach fand der letzte große Phasenübergang im Kosmos relativ spät statt, während das Schwarze Loch massiver und seine Galaxie voller ist, als es nach dieser vergleichsweise kurzen Entwicklungszeit für möglich gehalten wurde.

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MPIA / Venemans et al.
Bild der Galaxie des Quasars, im für ionisierten Kohlenstoff charakteristischen Licht, das Informationen zu Staub und schweren Elementen enthält (Bild: MPIA / Venemans et al. )

Quasare sind die aktiven Kerne entfernter Galaxien, die äußerst hell strahlen, weil Materie in die Richtung ihrer zentralen supermassereichen Schwarzen Löcher fällt und dabei erhitzt wird. Der nun entdeckte und bislang älteste Quasar leuchtet so hell wie 40 Billionen Sonnen, erklären die Forscher. Anhand seines Lichts haben die Astronomen außerdem ermittelt, dass sich in der besagten Galaxie weniger als 700 Millionen Jahre nach dem Urknall viel Staub und eine enorme Menge an chemischen Elementen gebildet hat. Das heißt, es müsse dort auch bereits viele Sterne geben. "Modelle der Galaxienentwicklung müssen jetzt erklären, wie diese Galaxie in derart kurzer Zeit so viele Sterne bilden konnte", erklärt Bram Venemans vom Max-Planck-Institut die sich daraus ergebenden Herausforderungen für die Wissenschaft.

Außerdem schreiben die Forscher, dass sich das Universum nach gegenwärtigem Verständnis etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall ausreichend abgekühlt hatte, um Wasserstoffatome zu bilden. Ein paar Hundert Millionen Jahre später reionisierten die ersten Sterne und Schwarzen Löcher diesen Wasserstoff wieder, sie trennten also die die jeweiligen Elektronen von den Wasserstoffkernen, den Protonen. Das Licht des Quasars zeige nun, dass 690 Millionen Jahre nach dem Urknall beträchtliche Teile des Wasserstoffs noch nicht ionisiert waren. Diese sogenannte Reionisierungsphase habe also wohl vergleichsweise spät stattgefunden. (mho)

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