Gigantisches schwarzes Loch aus Universums-Urzeit gibt Hawking recht

Ein gigantisches schwarzes Loch im frühen Universum stellt Astronomen vor ein Rätsel, da es isoliert und ohne Sterne existiert. Die Daten des Webb-Teleskops deuten darauf hin, dass Stephen Hawkings Theorie zu primordialen Objekten der Realität entspricht.

James Webb findet sternlosen Giganten

Astronomen haben mithilfe des James Webb Space Telescope (JWST) ein massereiches schwarzes Loch im frühen Universum identifiziert, das aktuelle astrophysikalische Modelle vor ernsthafte Herausforderungen stellt. Das Objekt befindet sich in der Galaxie Abell 2744-QSO1 und existierte bereits rund 700 Millionen Jahre nach dem Urknall. Mit einer Masse von etwa 50 Millionen Sonnenmassen ist es ungewöhnlich schwer für diese frühe Epoche. Besonders auffällig ist die Umgebung des Objekts: Im Gegensatz zu den Zentren moderner Galaxien scheint das schwarze Loch fast isoliert zu existieren, da die Region nahezu frei von Sternen ist.

Nach der gängigen Lehrmeinung, dem Modell der "Light Seeds", entstehen supermassereiche schwarze Löcher durch den Kollaps der ersten massereichen Sterne. Sie wachsen anschließend über Äonen durch das Verschlingen von Materie und anderen Sternen an.


Boyuan Liu von der University of Cambridge und sein Team stehen nun aber vor dem Problem, dass die beobachtete Sternenpopulation bei Abell 2744-QSO1 viel zu gering ist. Es fehlt schlichtweg an "Futter", um die Existenz eines derart massiven Objekts auf herkömmliche Weise durch Akkretion zu erklären. Das wirft die Frage auf, wie der Gigant ohne die vorherige Bildung einer sternreichen Wirtsgalaxie eine solche Masse erreichen konnte.

Wie Liu in einem Bericht des New Scientist erläutert, deutet der Fund auf eine Theorie hin, die Stephen Hawking und Bernard Carr bereits im Jahr 1974 aufstellten, und zwar die sogenannten primordialen schwarzen Löcher.


Die exotischen Objekte wären nicht aus sterbenden Sternen entstanden, sondern hätten sich direkt aus extremen Dichteschwankungen der Materie in den ersten Sekundenbruchteilen nach dem Urknall geformt. Während viele der theoretischen Objekte aufgrund der Hawking-Strahlung längst verdampft sein müssten, könnten einige unter bestimmten Bedingungen überlebt und signifikant an Masse gewonnen haben.

Simulationen stützen Theorie

Um die Hypothese zu prüfen, führten die Forscher umfangreiche kosmologische Simulationen durch. Sie modellierten, wie Gaswolken um ein solches ursprüngliches schwarzes Loch wirbeln würden und wie das Objekt mit neu entstehenden Sternen interagiert. Die Ergebnisse der Berechnungen decken sich gut mit den Beobachtungsdaten des JWST, sowohl was die Endmasse als auch die chemische Zusammensetzung der Umgebung betrifft. Das Szenario erklärt zudem, warum keine starke Sternentstehungsrate in der direkten Umgebung gemessen wurde: Das schwarze Loch war bereits da, bevor sich die Sterne formieren konnten.

Die Entdeckung befeuert die Debatte um die sogenannten "Heavy Seeds". Sollten schwarze Löcher tatsächlich direkt aus dem Urgas kollabieren, würde das Zeitproblem gelöst, das Astronomen bei der Beobachtung von Quasaren im frühen Universum haben. Für ein Wachstum von einem stellaren schwarzen Loch zu einem supermassereichen Objekt reicht die Zeit von wenigen hundert Millionen Jahren nach dem Urknall physikalisch kaum aus, wenn man die Eddington-Grenze berücksichtigt, die das maximale Wachstumstempo limitiert. Primordiale Löcher hätten hingegen mit einem massiven Vorsprung gestartet.

Offene Fragen bleiben bestehen

Dennoch bleiben Fragen offen, die eine endgültige Bestätigung der Hypothese erschweren:


Das Forschungsteam betont, dass die Simulationen keinen endgültigen Beweis liefern, die Existenz massiver primordialer schwarzer Löcher durch die neuen Daten jedoch plausibler werde. Sollte sich die Theorie bestätigen, müsste die Geschichte der Strukturbildung im Kosmos neu geschrieben werden. schwarze Löcher wären dann nicht das Endprodukt stellarer Evolution, sondern könnten das Fundament gebildet haben, um das herum sich spätere Galaxien und Sternhaufen erst formten.

Was haltet ihr von der Möglichkeit, dass schwarze Löcher älter sein könnten als die Sterne selbst? Wir sind gespannt auf eure Ansichten in den Kommentaren!


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