Forscher haben ein «frühreifes» Schwarzes Loch entdeckt. Es ist extrem massereich und offenbar so schnell gewachsen, dass die Heimatgalaxie nicht mithalten konnte. Dies stellt bisherige Theorien zur Entwicklung von Galaxien in Frage.
Im Zentrum der meisten Galaxien steckt ein Schwarzes Loch. Das sind Objekte, deren Gravitation so stark ist, dass ihnen nichts – nicht einmal Licht – entkommen kann. Die meisten Schwarzen Löcher haben aber im Vergleich zu ihrer Galaxie nur wenig Masse.
Anders das Objekt CID-947, das Benny Trakhtenbrot von der ETH Zürich und ein internationales Team von Astrophysikern mit dem Keck-Observatorium auf Hawaii und anderen Weltraumteleskopen in einer weit entfernten Galaxie entdeckt haben. Das Schwarze Loch gehört mit fast zehn Milliarden Sonnenmassen zu den massereichsten bisher bekannten Schwarzen Löchern, berichten die Forschenden nun im Fachjournal «Science».
Die dazugehörige Galaxie hat jedoch die Masse einer «normalen» Galaxie, erklärte Trakhtenbrot in einer Mitteilung der Hochschule. Damit hat das Schwarze Loch gerade zehnmal weniger Masse als seine Galaxie, während andere nur wenige Tausendstel ihrer Galaxie wiegen.
Missverhältnis
Das Missverhältnis habe die Forscher überrascht, heisst es weiter. Bisher wurde stets beobachtet, dass die Masse von Schwarzen Löchern parallel zur Zahl der Sterne ihrer Heimatgalaxie und damit deren Masse ansteigt. Dies leuchte auch ein, denn aus einem gemeinsamen Reservoir aus kaltem Gas entstünden Sterne und werde auch das Schwarze Loch im Zentrum gefüttert.
Ausserdem deuteten Studien an, dass Strahlung, die während des Wachstums des Schwarzen Lochs ausgesandt wird, die Sternbildung kontrolliert oder sogar stoppt. Dies gelte aber offenbar nur für das «lokale» Universum, das die nahe Vergangenheit des Universums abbilde, erklärte Trakhtenbrot.
Die neue Galaxie und ihr Schwarzes Loch entstammen indes einer Epoche, als das Universum weniger als zwei Milliarden Jahre alt war. Heute sind seit dem Urknall fast 14 Milliarden Jahre vergangen. Dieses Schwarze Loch sei demnach viel effizienter gewachsen als seine Galaxie, sagte der Astrophysiker.
Galaxie wächst weiter
Aus ihren Beobachtungen schliessen die Astronomen zudem, dass das Schwarze Loch am Ende seines Wachstums angelangt ist, während ringsum weiterhin Sterne entstehen. Entgegen früherer Annahmen stoppte der Energie- und Gasfluss, angetrieben vom Schwarzen Loch, die Sterngeburten also nicht.
Die Galaxie könne in Zukunft noch weiter wachsen, doch das Verhältnis zwischen der Masse des Schwarzen Lochs und der Sterne würde weiterhin unüblich gross bleiben. CID-947 könnte damit ein Vorläufer der extremsten, massereichsten Systeme sein, die wir heute im lokalen Universum beobachten, vermuten die Forscher.
Weitere Erkenntnisse über die Galaxienentwicklung erhoffen sie sich von Beobachtungen mit dem Radioteleskop Alma in Chile.