Neuer Rekord gebrochen! Ältestes jemals gefundenes Schwarzes Loch wirft mehr Fragen als Antworten auf
Anfang dieses Jahres wurde der Rekord des letzten Jahres gebrochen und ein neuer Rekord für das älteste schwarze Loch aufgestellt. Mithilfe von Daten des JWST konnten Astronomen ein Schwarzes Loch aus einer Zeit beobachten, als das Universum gerade einmal 400 Millionen Jahre alt war.
Seit seinem Start bricht das JWST-Teleskop Jahr für Jahr die Rekorde für die älteste jemals gefundene Galaxie, den ältesten Stern und sogar schwarze Löcher. Das ist wichtig, denn der Zweck des Teleskops ist es, zu verstehen, wie Galaxien entstanden sind. Je weiter das Objekt entfernt ist, desto weiter in der Vergangenheit liegen die Beobachtungen.
Man schätzt, dass sich etwa 300 Millionen Jahre nach dem Urknall die ersten Sterne und Galaxien bildeten. Die Entstehung von Galaxien ist nach wie vor eine offene Frage. Darüber hinaus scheinen Schwarze Löcher eine wichtige Rolle bei der Entstehung und Entwicklung von Galaxien zu spielen, was ein weiterer wichtiger Punkt für Astrophysiker ist.
Ein neuer Rekord wurde vom JWST aufgestellt, als es ein schwarzes Loch in 13 Milliarden Lichtjahren Entfernung aufzeichnete. Das Universum war nur 400 Millionen Jahre alt. Was die Astronomen jedoch schockierte, war die Tatsache, dass das Schwarze Loch viel größer ist, als für ein so junges Universum erwartet wurde. Was ist der Grund dafür?
Supermassive schwarze Löcher
Eine Möglichkeit, Schwarze Löcher zu klassifizieren, ist ihre Masse. Schwarze Löcher mit einer Masse von mehr als 10.000 Sonnenmassen werden als supermassive Schwarze Löcher eingestuft. Sie können bis zu Millionen oder Milliarden Sonnenmassen erreichen.
Supermassive schwarze Löcher befinden sich im Zentrum von Galaxien, und man geht davon aus, dass es in jeder Galaxie mindestens ein supermassives schwarzes Loch gibt.
Es ist nicht bekannt, wie supermassive schwarze Löcher entstanden sind. Obwohl sie wachsen, wenn sie Materie erzeugen, ist es unmöglich, dass sie in einem Bereich, der kleiner ist als das Alter des Universums, so große Größen erreichen können. Die Suche nach der Entstehungsgeschichte wird mit dem JWST fortgesetzt.
Beziehung zwischen Schwarzen Löchern und Galaxien
Da sich im Zentrum praktisch aller Galaxien ein Schwarzes Loch befindet, wird erwartet, dass es die Beziehung zwischen ihm und seiner Wirtsgalaxie sucht. Trotz der Berühmtheit des starken Gravitationsfeldes ist ein Schwarzes Loch viel kleiner als seine Galaxie und nicht der Gravitationseinfluss über große Entfernungen.
Es besteht jedoch eine Korrelation zwischen der Geschwindigkeitsdispersion im innersten Teil der Galaxie und der Masse des Schwarzen Lochs. Es besteht auch eine Beziehung zwischen der Sternentstehungsrate und der Aktivität eines Schwarzen Lochs. Einige Hypothesen legen nahe, dass es eine Koevolution zwischen der Galaxie und dem supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum gab.
Warum große Entfernungen beobachten?
Um diesen Prozess zu verstehen, muss man sich ansehen, wie die Galaxien entstanden sind. Es wurde erwartet, dass sich die ersten Galaxien bildeten, als das Universum 300 oder 400 Millionen Jahre alt war. In diesem Modell sollten die Galaxien klein sein, und die JWST-Ergebnisse zeigen, dass sie für diese Zeit bereits zu groß waren.
Das JWST beobachtet sehr große Entfernungen im Infraroten. Je weiter weg es beobachtet wird, desto weiter in die Vergangenheit schauen wir, da das Licht eine endliche Geschwindigkeit hat. Außerdem stört die Ausdehnung des Universums die Flugbahn des Lichts, sodass es zu längeren Wellenlängen wie dem Infrarot übergeht.
Beobachtung von GN-z11
In einer Entfernung von 13 Milliarden Lichtjahren hat das JWST die Galaxie GN-z11 aufgenommen. Seit 2016 war die Galaxie den Astronomen bereits bekannt und galt als die am weitesten entfernte Galaxie überhaupt, verlor aber in den folgenden Jahren ihre Position. Allerdings war sie für ihre Art schon extrem hell, was Astronomen fragte.
Mit den JWST-Daten war es möglich, die Galaxie im Infrarot genauer zu beobachten. Das Astronomenteam kam zu dem Schluss, dass sich im Zentrum ein Schwarzes Loch befindet, das sich mit einer Rate von etwa 1 Sonne alle 5 Jahre füttert. Das Problem ist, dass das schwarze Loch 1,6 Millionen Sonnenmassen hat und damit zu groß ist.
Warum ist es ein Rätsel?
Die Idee war, dass Schwarze Löcher aus den Samen kleinerer Schwarzer Löcher geboren wurden und von dort aus durch Vergrößerung und Verschmelzung mit anderen Schwarzen Löchern wuchsen. Dieser Prozess sollte während des Übergangs vom Dunklen Zeitalter zum Sternenzeitalter stattfinden, als das Universum etwa 300 Millionen Jahre alt war.
Schwarze Löcher sollten zu diesem Zeitpunkt klein sein und von dort aus zu wachsen beginnen. Mit der neuen Entdeckung erkannten sie, dass die Schwarzen Löcher zu diesem Zeitpunkt bereits sehr groß waren, so dass kein aktuelles Modell den Grund dafür erklären kann.
Es wird erwartet, dass die neuen Daten von JWST ein Licht auf die Frage werfen können, warum diese Objekte bereits zu Beginn des Universums so groß waren.