Spektroastrometrie: Wenig Platz für schwarze Löcher im frühen Universum
Ein vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik(öffnet im neuen Fenster) in Garching geleitetes Forschungsteam konnte eine junge Galaxie identifizieren, in der sich auf wenigen tausend Lichtjahren drei große schwarze Löcher befinden. Die Galaxie mit der Bezeichnung J0148-4214 befindet sich 12,5 Milliarden Lichtjahre entfernt. Zu sehen ist somit ein Zustand aus der Frühzeit des Universums, als dieses knapp 1 Milliarde Jahre alt war.
Eines der schwarzen Löcher besitzt 80 Millionen Sonnenmasse; ein nur 620 Lichtjahre davon entferntes kommt auf 0,6 Millionen. Das dritte schwarze Loch liegt bei 2 Millionen Sonnenmassen und ist 5.500 Lichtjahre von den anderen entfernt.
Diese hohe Dichte wird dadurch erklärt, dass im frühen Universum, dessen Ausdehnung begrenzt war, derartige Himmelskörper wesentlich schneller verschmelzen und entsprechend anwachsen konnten, also dies im jetzigen Zustand möglich ist. Zum Vergleich: Sagittarius A*(öffnet im neuen Fenster), das supermassereiche schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße, kommt auf 4 Millionen Sonnenmassen, während die entdeckte Galaxie nur ein Tausendstel der Masse unserer Galaxie besitzt.
Bewegung von Wasserstoff hat den Standort verraten
Gefunden werden konnten die schwarzen Löcher mithilfe der Spektroastrometrie. Dabei kann die spektrale Signatur eines Elements, in diesem Fall von Wasserstoff, sogar räumlich nachverfolgt werden. Das Instrument dafür befindet sich an Bord des James-Webb-Weltraumteleskops.
Sichtbar gemacht werden konnte demnach der Wasserstoff, der um die gigantischen Massen kreist. Er entfernt sich dabei auf einer Seite von der Erde, auf der anderen kommt er ihr näher. Dieser Unterschied lässt sich mittels Rotverschiebung im Spektrografen des Weltraumteleskops sehen.
Erklären lassen sich diese Bewegungsmuster des Wasserstoffs am besten mit zwei dicht beieinander liegenden schwarzen Löchern. Laut dem Forschungsteam wäre ohne die hohe Auflösung des Weltraumteleskops nur ein schwarzes Loch im Zentrum identifiziert worden. Die zugehörige Studie wurde in Astronomy & Astrophysics(öffnet im neuen Fenster) veröffentlicht.
In etwa 100 Millionen Jahren, von der Erde aus gesehen, werden sich die beiden dicht zusammenliegenden schwarzen Löcher vereinen, was ebenfalls für die schnelle Verschmelzung im frühen Universum spricht.
Ein Rätsel bleibt jedoch: Die Daten deuten derzeit darauf hin, dass das kleinere schwarze Loch schneller an Masse zulegt als sein vielfach größerer Partner. Warum das so ist, bleibt vorerst unklar.
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