Hungriges Schwarzes Loch wächst schneller, als die Physik erlaubt

Ein neu entdecktes Schwarzes Loch entpuppt sich bei genauerer Betrachtung als extrem hungrig. Es wächst dadurch schneller, als die bisher angenommenen physikalischen Grenzen zulassen würden - und könnte so ein großes Rätsel der Astronomie lösen.

Rasantes Wachstum

Entdeckt wurde das Schwarze Loch durch gemeinsame Beobachtungen des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) und des Chandra-Röntgenobservatoriums. Das als LID-568 katalogisierte Objekt, hat in nur 12 Millionen Jahren eine Masse von über sieben Millionen Sonnenmassen angehäuft.

Im Rahmen einer Röntgenuntersuchung entdeckte Chandra LID-568 als besonders leuchtkräftiges Objekt, das extrem starke Röntgenstrahlung aussendet. Diese Strahlung entsteht, wenn Materie durch die Gravitationskraft in ein Schwarzes Loch gezogen wird und sich dabei extrem aufheizt. Doch nach der sogenannten Eddington-Grenze kann ein Schwarzes Loch eigentlich nur eine begrenzte Menge an Materie in sich hineinziehen. Wird diese Grenze überschritten, drückt die entstehende Strahlung die sich annähernde Materie zurück, was die weitere Akkretion einschränkt. LID-568 scheint jedoch diese Eddington-Grenze um ein 40-Faches zu übertreffen.


Das Team um Hyewon Suh vom Internationalen Gemini-Observatorium hat das Schwarze Loch mit dem Integral Field Spectrograph (IFS) des JWST weiter untersucht. Sie stellten fest, dass die von LID-568 weg gestoßene Materie mit Geschwindigkeiten von 500 bis 600 Kilometern pro Sekunde ins All strömt. Diese extremen Ausstöße und die ungewöhnlich starke Röntgenstrahlung deuten darauf hin, dass das Schwarze Loch sich in einer Phase "super-eddingtonscher" Akkretion befindet, wie Julia Scharwächter vom Gemini-Observatorium erklärt: "Dieses rasante Wachstum ist eine mögliche Erklärung dafür, dass wir solche schweren Schwarzen Löcher schon im frühen Universum sehen."

Schwerer als Sagittarius A*

LID-568 könnte seine Entstehung als "leichter Keim" begonnen haben - also als kleineres Schwarzes Loch, das aus einem sterbenden Stern hervorging - und sich dann durch die Aufnahme einer gewaltigen Menge an Gas schnell weiterentwickelt haben. Scharwächters Team berechnete, dass LID-568 vermutlich als Schwarzes Loch von rund 100 Sonnenmassen entstand und innerhalb von 12 Millionen Jahren bis auf seine jetzige Größe anwuchs, indem es eine gigantische Wolke aus molekularem Gas verschlang.

Dieser Akkretionsprozess wird jedoch nicht dauerhaft anhalten. Die Eddington-Grenze wird letztlich den Wachstumsprozess drosseln. Derzeit ist LID-568 etwa 7,2 Millionen Mal so schwer wie die Sonne, und damit deutlich größer als das Schwarze Loch Sagittarius A* im Zentrum der Milchstraße, das eine Masse von 4,1 Millionen Sonnenmassen aufweist. Sollte das Schwarze Loch weiteres Gas anziehen, könnte LID-568 erneut in eine Wachstumsphase eintreten.

Diese Entdeckung, die in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht wurde, liefert neue Hinweise darauf, wie supermassereiche Schwarze Löcher im frühen Universum entstanden sein könnten - ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis dieser kosmischen Giganten.


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