Kollision Schwarzer Löcher: James-Webb-Teleskop entdeckt galaktischen Zusammenstoß

Entdeckung durch das James-Webb-Teleskop: Entfernteste Kollision supermassiver Schwarzer Löcher beobachtet.

Astronomen haben mithilfe des James Webb Space Telescope (JWST) die am weitesten entfernte Kollision supermassiver Schwarzer Löcher entdeckt, die jemals beobachtet wurde. Die Verschmelzung ereignete sich vor gerade einmal 740 Millionen Jahren. Das Universum, das beim Urknall entstanden ist, ist mit 13,8 Milliarden Jahren deutlich älter.

Die Schwarzen Löcher, die bei dieser Kollision beteiligt waren, befinden sich im Zentrum zweier verschmelzender Galaxien und haben jeweils eine Masse von etwa 50 Millionen Sonnenmassen. Dieses Ereignis wurde laut Space.com in einem galaktischen System namens ZS7 beobachtet, das rund 12 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist.

Einblick in die Tiefen des frühen Universums

Supermassive Schwarze Löcher sind seit nahezu dem Beginn der Zeit aktiv und formen die Struktur großer Galaxien. „Unsere Befunde deuten darauf hin, dass die Verschmelzung ein wichtiger Mechanismus ist, durch den Schwarze Löcher bereits in der Morgendämmerung des Kosmos schnell wachsen können“, erklärte Hannah Übler, Forschungsleiterin und Wissenschaftlerin an der University of Cambridge. Das renommierte Journal „The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ veröffentlichte die Forschungsergebnisse am 16. Mai.

Ferne Quasare und ihre Geheimnisse

Diese Schwarzen Löcher befinden sich im Zentrum dessen, was Astronomen als aktive galaktische Kerne (AGN) bezeichnen. Ihre immense Gravitationskraft ermöglicht es ihnen, Materie zu verschlingen und dabei extrem helle Emissionen, bekannt als Quasare, zu erzeugen. Diese Quasare können oft heller leuchten als alle Sterne ihrer Galaxien zusammen. Mit dem JWST, das speziell für die Beobachtung im Infrarotbereich ausgestattet ist, können Astronomen nun die am weitesten entfernten Quasare und die Merkmale ihrer Emissionen erforschen.

Präzise Beobachtungen mit dem JWST

Bei einer genaueren Untersuchung des galaktischen Systems ZS7 nutzten Übler und ihr Team das Near-InfraRed Spectrograph (NIRSpec) des JWST. „Wir fanden Beweise für sehr dichtes Gas mit schnellen Bewegungen in der Nähe des Schwarzen Lochs, sowie heißes und stark ionisiertes Gas, das von der energiereichen Strahlung beleuchtet wird, die typischerweise von Schwarzen Löchern bei ihren Akkretionsphasen erzeugt wird“, führte Übler aus. Die unübertroffene Bildschärfe des JWST ermöglichte es auch, die beiden Schwarzen Löcher räumlich zu trennen.

Kollision Schwarzer Löcher — Das James Webb Space Telescope (JWST) hat die bisher entfernteste Kollision supermassiver Schwarzer Löcher beobachtet, die vor 740 Millionen Jahren stattfand. © ESA/Webb, NASA, CSA, J. Dunlop, D. Magee, P. G. Pérez-González, H. Übler, R. Maiolino, et. al

Die Zukunft der Gravitationswellenforschung

Die Verschmelzung dieser supermassiven Schwarzen Löcher erzeugt winzige Wellen im Gefüge des Raums, bekannt als Gravitationswellen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Diese könnten durch das im Jahr 2035 startende Laser Interferometer Space Antenna (LISA) – ein Projekt der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) – nachgewiesen werden. „Die Ergebnisse des JWST deuten darauf hin, dass leichtere Systeme, die von LISA erfasst werden können, viel häufiger sein sollten als bisher angenommen“, sagte Nora Luetzgendorf, leitende Projektwissenschaftlerin der ESA für LISA. Diese Erkenntnisse könnten zu einer Anpassung der Modelle für die Häufigkeit solcher Ereignisse führen.

Was ist nach dem Urknall passiert?

Noch bevor LISA startet, wird das JWST weiterhin frühe supermassive Schwarze Löcher untersuchen. Ein Programm, das diesen Sommer beginnt, will die Beziehung zwischen massiven Schwarzen Löchern und ihren Wirtsgalaxien in den ersten Milliarden Jahren nach dem Urknall analysieren. Dies könnte den Wissenschaftlern zeigen, mit welcher Rate sich supermassive Schwarze Löcher vereinen und ob dies ausreicht, um ihr schnelles Wachstum im frühen Kosmos zu erklären.

Was du dir merken solltest:

Das James Webb Space Telescope (JWST) hat die bisher entfernteste Kollision supermassiver Schwarzer Löcher beobachtet. Diese fand vor 740 Millionen Jahren statt.
Diese Schwarzen Löcher befinden sich in den Zentren zweier verschmelzender Galaxien im 12 Milliarden Lichtjahre entfernten System ZS7. Sie haben eine Masse von etwa 50 Millionen Sonnenmassen.
Die Entdeckung hilft, die frühe Entwicklung des Universums und das schnelle Wachstum supermassiver Schwarzer Löcher zu verstehen. Dies sind wichtige Erkenntnisse für zukünftige Forschungen und Missionen wie LISA.

Übrigens: Seit etwa einem Jahrhundert prägt die Relativitätstheorie von Albert Einstein maßgeblich unser Verständnis von Zeit. Gemäß der Relativitätstheorie sind Zeitreisen theoretisch machbar. Doch was haben Katzen mit Zeitreisen zu tun? Mehr dazu erfährst du in unserem Artikel.