Ein Halo aus glühendem Wasserstoffgas (blau) umgibt einen Quasar im frühen Universum. Der Quasar hat zwei orange Jets, im Zentrum befindet sich ein supermassereiches schwarzes Loch.
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Ein Halo aus glühendem Wasserstoffgas (blau) umgibt einen Quasar im frühen Universum. Der Quasar hat zwei orange Jets, im Zentrum befindet sich ein supermassereiches schwarzes Loch.

Weltall

Forscher finden heraus, wovon sich schwarze Löcher im frühen Universum ernährten

Wie konnten supermassereiche schwarze Löcher in der Frühzeit des Universums so groß werden? Astronomen kommen mit neuen Beobachtungen einer Antwort auf die Spur.

  • Es gibt gigantisch große, uralte schwarze Löcher. Doch wie konnten sie in der Frühzeit des Universums so groß werden?
  • Die Beobachtung von 31 Quasaren bringt Astronomen auf die Spur einer Antwort
  • Im Einsatz war dafür das „Very Large Telescope“ der Europäischen Südsternwarte ESO

Wie konnten supermassereiche schwarze Löcher ganz früh in der Geschichte des Universums so groß werden? Das fragen sich Astronomen schon lange. Sie gehen davon aus, dass diese ersten schwarzen Löcher sich aus dem Kollaps der ersten Sterne gebildet haben. Doch wodurch haben sie sich ernährt? „Die Anwesenheit dieser frühen Geschöpfe mit einer Masse, die mehrere Milliarden Mal so groß ist wie die unserer Sonne, ist ein großes Geheimnis“, erklärt Emanuele Paolo Farina vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg in einer Mitteilung der Europäischen Südsternwarte (ESO). 

Doch nun sind die Forscher einer der Lösung auf der Spur. „Wir können nun zum ersten Mal zeigen, dass primordiale Galaxien in ihrer Umgebung genügend Nahrung haben, um sowohl das Wachstum supermassereicher schwarzer Löcher als auch die erhöhte Sternentstehung zu füttern“, so Farina. Für ihre Studie, die in der Fachzeitschift „The Astrophysical Journal“ veröffentlicht wurde, beobachteten die Forscher um Farina 31 Quasare. 

Supermassereiche schwarze Löcher treiben Quasare an

Quasare sind extrem helle Objekte, die im Zentrum gewaltiger Galaxien liegen und von supermassereichen schwarzen Löchern angetrieben werden. Die 31 beobachteten Quasare sind heute so zu sehen, wie sie vor mehr als 12,5 Milliarden Jahren waren - zu dieser Zeit war das Universum gerade einmal 870 Millionen Jahre alt. 

Bei der Studie handelt es sich um die größte Stichprobe von Quasaren aus dieser frühen Zeit, die bisher untersucht wurde. Dabei stellte sich heraus, dass zwölf der Quasare von riesigen Gasspeichern umgeben waren. Kühles, dichtes Wasserstoffgas erstreckte sich über 100.000 Lichtjahre von den zentralen schwarzen Löchern weg und hatte eine milliardenfach höhere Masse als unsere Sonne.

Riesige Gasspeicher als perfekte Nahrungsquelle für schwarze Löcher

Einer der Gashalos, die für die Studie beobachtet wurden. Der Halo ist an die Galaxie gebunden, die in ihrem Zentrum einen Quasar enthält. Das schwache, glühende Wasserstoffgas im Halo ist die perfekte Nahrungsquelle für das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum des Quasars.

Diese Gashalos waren fest mit den Galaxien verbunden, fanden die Forscher heraus und kamen zu dem Schluss, dass sie eine perfekte Nahrungsquelle waren: Sie förderten sowohl das Wachstum der supermassereichen schwarzen Löcher, als auch die heftige Sternentstehung in der jeweiligen Galaxie.

Zur Beobachtung der Quasare nutzten die Forscher das MUSE-Instrument am „Very Large Telescope“ (VLT) der ESO in der Atacama-Wüste in Chile. Die Gasspeicher um die hellen Quasare herum sind eigentlich sehr schwierig zu beobachten, doch das MUSE-Instrument konnte nach Angaben der ESO das schwache Glühen des Wasserstoffgases erkennen - und die Forscher konnten so die Lebensmittelvorräte freilegen, die die supermassereichen schwarzen Löcher im frühen Universum versorgten.

Schwarze Löcher - ESO-Teleskope bei vielen Entdeckungen im Einsatz

Die Europäische Südsternwarte (ESO) hat 16 europäische Mitgliedsländer und drei Beobachtungsstandorte in Chile. Dort entsteht derzeit auch das „Extremely Large Telescope“ (ELT), das mit einem Durchmesser von 39 Metern in Zukunft das größte optische Teleskop der Welt werden soll.

Zuletzt haben Forscher mit Hilfe der ESO-Teleskope durch den Staub ins Zentrum der Milchstraße geblickt - und dort Hinweise auf ein dramatisches Ereignis im Leben der Galaxie gefunden. Ein ESO-Teleskop kam auch zum Einsatz, als Forscher kürzlich das schwarze Loch mit der größten Masse, die Astronomen bisher kennen, entdeckt haben. Astronomen haben das erdnächste schwarze Loch entdeckt - seine Begleitsterne sind mit bloßem Auge sichtbar.

Von Tanja Banner

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