James-Webb-Teleskop erfasst Röntgenpunkt aus frühem Universum

Kompakt, kühler als die Sonne und extrem gefräßig: Die kleinen roten Punkte auf den Bildern des Teleskops James Webb haben es wahrlich in sich. Analysen von alten Röntgendaten enttarnen die Gebilde. Sie verbergen wachsende Schwarze Löcher...
Weltraum, Raumfahrt, Nasa, Satellit, Solar, Teleskop, Solarpanel, Solarzelle, James Webb Space Telescope, Solarmodul, James Webb Teleskop, James Webb, Spiegel

Kosmische Spurensuche im All

Forscher haben ein Signal des Röntgenteleskops Chandra mit den vom Teleskop James Webb entdeckten kleinen roten Punkten verknüpft. Das Objekt mit der Katalogbezeichnung 3DHST-AEGIS-12014 ist rund 11,8 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt.

Die Entdeckung gilt als bislang stärkster Hinweis darauf, dass es sich bei den Punkten um dichte Gaswolken handelt, in denen supermassereiche Schwarze Löcher entstehen. Die sogenannten Little Red Dots erschienen kurz nach der Inbetriebnahme des James-Webb-Teleskops auf Infrarotaufnahmen. Röntgenpunkt 3DHST-AEGIS-12014Künstlerische Darstellung von Objekt 3DHST-AEGIS-12014

Wachstum der Schwarzen Löcher

Die kompakten Objekte erreichen Durchmesser von wenigen hundert Lichtjahren und Temperaturen zwischen 1700 und 3700 Grad Celsius. Damit sind sie kühler als die Oberfläche der Sonne. Forschende gehen davon aus, dass ein Schwarzes Loch das umgebende Gas aufnimmt, während das dichte Material einen Teil der Strahlung abschirmt.

Wie die NASA berichtet, handelt es sich bei dem untersuchten Objekt um einen besonderen Fall. Die Röntgendaten lagen seit mehr als zehn Jahren in Archiven, wurden aber erst durch den Abgleich mit neuen Infrarotbildern aussagekräftig. Das Schwarze Loch befindet sich demnach in einer Übergangsphase, in der sich das umgebende Gas zunehmend verdünnt und eine lückenhafte Struktur bildet.

Durch diese Lücken kann Röntgenstrahlung ins All entweichen und gemessen werden. Helligkeitsschwankungen stützen die Annahme einer rotierenden, ungleichmäßigen Gaswolke. Dichtere und dünnere Bereiche schieben sich dabei vor das Schwarze Loch. Am Ende des Prozesses löst sich das Gas vollständig auf und legt das Zentrum frei. Infografik Hubble-Nachfolger: Das James-Webb-Weltraumteleskop im DetailHubble-Nachfolger: Das James-Webb-Weltraumteleskop im Detail

Von der Gaswolke zur Sternenphase

Wie supermassereiche Schwarze Löcher im frühen Kosmos so schnell wachsen konnten, ist seit Jahrzehnten Gegenstand der Forschung. Eine verbreitete Theorie geht davon aus, dass große Gaswolken direkt unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabieren und die Sternenphase überspringen. Das würde eine schnelle Massenansammlung in jungen Galaxien ermöglichen.

Weitere Beobachtungen sollen das Modell überprüfen. Alternativ könnte es sich um ein gewöhnliches Schwarzes Loch handeln, das von einer bislang unbekannten Staubart umgeben ist. Forschende halten dies jedoch für unwahrscheinlich, da ein solcher Staub bisher nicht nachgewiesen wurde.

Glaubt ihr, dass die kleinen roten Punkte das Rätsel um die Entstehung von Galaxien lösen werden? Teilt eure Gedanken zu den neuen Erkenntnissen in den Kommentaren. Was meint ihr dazu?

Was sind "Little Red Dots" genau?
Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat kurz nach seiner Inbetriebnahme eine neue Klasse von Objekten entdeckt. Diese sogenannten "Little Red Dots" (LRDs) sind kleine, rote Himmelskörper, die sich in einer enormen Entfernung von etwa 12 Milliarden Lichtjahren befinden.

Diese Objekte sind verhältnismäßig kühl. Forscher konnten sogar Wasserdampf nachweisen, was auf Temperaturen zwischen 1700 und 3700 Grad Celsius schließen lässt. Damit sind sie kühler als unsere Sonne und die meisten anderen Sterne.
Warum sind diese roten Punkte wichtig?
Astronomen vermuten, dass diese Entdeckung die wichtigste seit dem Nachweis der Dunklen Energie im Jahr 1998 sein könnte. Die roten Punkte gelten als potenzielles Bindeglied, um die Entstehung von frühen Galaxien und den darin befindlichen supermassereichen Schwarzen Löchern zu verstehen.

Ähnlich wie ein lange gesuchtes Logfile bei der Fehlersuche in der IT, liefern diese Objekte entscheidende Datenpunkte. Sie helfen der Wissenschaft dabei, die komplexe Entwicklungsgeschichte unseres Universums und unserer eigenen Milchstraße zu entschlüsseln.
Was verbirgt sich im Inneren?
Die gängigste Theorie besagt, dass es sich um sogenannte "Schwarze-Loch-Sterne" handelt. Dabei soll ein heranwachsendes, supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum von einer extrem dichten und massiven Gaswolke umhüllt sein.

Angeblich absorbiert diese dichte Gashülle die typischen Strahlungssignaturen, die Astronomen normalerweise zur Identifikation nutzen. Es heißt, dass das Schwarze Loch die umgebende Wolke quasi von innen heraus verschlingt und dabei enorme Energie freisetzt.
Wie entkommen die Röntgenstrahlen?
Bei dem speziellen Objekt 3DHST-AEGIS-12014 konnten Forscher überraschenderweise Röntgenstrahlung messen. Dies deutet auf eine Übergangsphase hin, in der sich das Objekt von einem roten Punkt zu einem gewöhnlichen supermassereichen Schwarzen Loch entwickelt.

Während das Schwarze Loch das Gas konsumiert, soll die Wolke ausdünnen und lückenhaft werden. Durch diese rotierenden "Löcher" im Gas können die Röntgenstrahlen, die durch einfallende Materie entstehen, wie durch kleine Fenster in den Weltraum entweichen.
Warum halfen alte Daten bei der Suche?
Die Röntgenquelle schlummerte bereits seit über zehn Jahren in den Archivdaten des Chandra-Röntgenteleskops. Erst durch den Abgleich mit den hochauflösenden, neuen Infrarotbildern des JWST erkannte man, dass beide Teleskope exakt dasselbe Objekt anvisiert hatten.

Für Datenanalysten ist dies ein klassisches Beispiel für erfolgreiche Korrelation: Isoliert betrachtet waren die alten Datensätze unauffällig. Erst die Kombination zweier völlig unterschiedlicher Messmethoden brachte den entscheidenden wissenschaftlichen Durchbruch.
Wie entstehen supermassive Löcher?
Die Wissenschaft rätselt seit langem über die Entstehung dieser Giganten. Entweder verschmelzen viele kleine Schwarze Löcher nach Supernovae miteinander (Bottom-up), oder riesige Gaswolken kollabieren direkt unter ihrer eigenen Schwerkraft (Top-down).

Die Entdeckung der roten Punkte liefert nun starke Indizien für den Top-down-Prozess. Es wird vermutet, dass diese massiven Gaswolken, die ein Vielfaches der Sonnenmasse wiegen, direkt in sich zusammenstürzen und so die Saat für die gigantischen Schwarzen Löcher bilden.
Zusammenfassung
  • James-Webb-Teleskop fand kleine rote Punkte im frühen Universum
  • Objekt 3DHST-AEGIS-12014 ist 11,8 Milliarden Lichtjahre entfernt
  • Stärkster Hinweis: Dichte Gaswolken mit wachsenden Schwarzen Löchern
  • Kompakte Objekte sind kühler als die Sonnenoberfläche
  • Alte Röntgendaten wurden durch James-Webb-Aufnahmen aussagekräftig
  • Gas verdünnt sich zunehmend und lässt Röntgenstrahlung entweichen
  • Theorie: Gaswolken kollabieren unter eigener Schwerkraft ohne Sternphase
  • Weitere Beobachtungen sollen das Wachstumsmodell überprüfen

Siehe auch:


Tipp einsenden
❤ WinFuture unterstützen
Sie wollen online einkaufen? Dann nutzen Sie bitte einen der folgenden Links, um WinFuture zu unterstützen: Vielen Dank!