13 Milliarden Lichtjahre - Astronomen sichten fernstes Schwarze Loch

Redakteur: Sebastian Gerstl

Es ist ein Massemonster, das so hell strahlt wie 40 Billionen Sterne - hundertmal heller als alle Sterne der Milchstraße zusammen. Darum ist das neu aufgespürte Schwarzes Loch fast durch das ganze Universum zu sehen. Sein Licht war rund 13 Milliarden Jahre zu uns unterwegs.

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Künstlerische Darstellung des entferntesten supermassiven Schwarzen Lochs, das je entdeckt wurde.
Künstlerische Darstellung des entferntesten supermassiven Schwarzen Lochs, das je entdeckt wurde.
(Bild: Robin Dienel / Carnegie Institution for Science)

Astronomen haben das bislang fernste Schwarze Loch im Weltall erspäht. Das Massemonster sitzt im Kern einer rund 13 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie, wie die Wissenschaftler um Eduardo Bañados von der US-amerikanischen Carnegie Institution im britischen Fachblatt «Nature» berichten. Das Licht dieser Galaxie leuchtet damit aus dem ganz jungen Universum zu uns.

Bei der fernen Galaxie handelt es sich um einen sogenannten Quasar. Diese Objekte gehören zu den hellsten im Kosmos und sind oft noch quer durch fast das ganze Weltall zu sehen. In ihrem Zentrum verschlingt ein gigantisches Schwarzes Loch große Mengen Materie. Diese Materie sammelt sich auf einer Scheibe um das Schwarze Loch, heizt sich auf einige Hunderttausend Grad Celsius auf und strahlt hell, bevor sie hineinfällt.

Der jetzt entdeckte Quasar besitzt in seinem Zentrum ein Schwarzes Loch mit der Masse von 800 Millionen Sonnen, wie die Astronomen berechnet haben. Die Scheibe um das Schwarze Loch strahlt so hell wie 40 Billionen Sterne, das ist hundertmal heller als alle Sterne unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, zusammen. Der Quasar ist mit 13,01 Milliarden Lichtjahren immerhin 50 Millionen Lichtjahre weiter entfernt als der bisherige Rekordhalter.

Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. Das Schwarze Loch und seine Heimatgalaxie sind daher nicht nur weit entfernt im Raum, sondern auch in der Zeit: Das Licht des Quasars kommt aus einer weit entfernten Vergangenheit und war 13,01 Milliarden Jahre zu uns unterwegs. Das Weltall ist heute 13,7 Milliarden Jahre alt. Die Astronomen sehen die aktive Galaxie also zu einer Zeit von 690 Millionen Jahren nach dem Urknall, das ist lediglich ein Zwanzigstel des heutigen Weltalters.

Derartige Beobachtungen bieten den Astronomen einzigartige Einblicke in die Entwicklungsgeschichte des jungen Universums und die Möglichkeit, zugehörige Modelle zu überprüfen. «Wie das Schwarze Loch innerhalb von weniger als 690 Millionen Jahren eine so große Masse ansammeln konnte, stellt für die Theorien zum Wachstum supermassereicher Schwarzer Löcher eine enorme Herausforderung dar», erläutert Bañados.

Doch nicht nur das Schwarze Loch scheint sich erstaunlich schnell entwickelt zu haben. Mit Infrarot-Teleskopen konnten die Astronomen jede Menge Staub und schwere chemische Elemente in dessen Heimatgalaxie entdecken. Schwere Elemente sind jedoch erst von den ersten Generationen von Sternen erzeugt worden, nach dem Urknall gab es zunächst nur die beiden leichtesten Elemente, Wasserstoff und Helium.

«Modelle der Galaxien-Entwicklung müssen jetzt erklären, wie diese Galaxie in derart kurzer Zeit so viele Sterne bilden konnte, wie uns die beobachteten Mengen an Staub und schweren Elementen anzeigen», so Ko-Autor Bram Venemans vom Heidelberger Max-Planck-Institut für Astronomie, das an der Untersuchung beteiligt war.

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