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SUBARU
Große Galaxie im jungen Universum
von Stefan Deiters
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8. September 2009

Astronomen haben um das entfernteste bislang entdeckte supermassereiche Schwarze Loch eine gewaltige Galaxie nachweisen können. Sie liegt in einer Entfernung von 12,8 Milliarden Lichtjahren und ist in etwa so groß wie die Milchstraße. Das supermassereiche Schwarzes Loch in ihrem Zentrum hat mindestens die eine Milliarden-fache Masse unserer Sonne.

CFHQSJ2329-0301

Falschfarben-Bild des Quasars CFHQSJ2329-0301, der das entfernteste Schwarze Loch beherbergt, das derzeit bekannt ist. Das weiße Licht im Zentrum geht auf das Schwarze Loch zurück, das rötliche Licht stammt von der Wirtsgalaxie. Bild: Tomotsugu Goto, University of Hawaii at Manoa

"Es ist schon überraschend, dass eine so große Galaxie zu einer Zeit existiert hat, zu der das Universum nur etwa ein sechszehntel seines heutigen Alters hatte", so Dr. Tomotsugu Goto von der University of Hawaii. "Hinzu kommt, dass sich in ihr noch ein Schwarzes Loch mit der Milliarden-fachen Masse unserer Sonne befindet. Die Galaxie und das Schwarze Loch müssen also sehr schnell im frühen Universum entstanden sein."

Informationen über die Wirtsgalaxien von supermassereichen Schwarzen Löchern sind für die Astronomen wichtig, um mehr über die besondere Beziehung zwischen den gewaltigen Schwarzen Löchern in den Galaxienzentren und die sie umgebenden Galaxien zu erfahren. Gerade in großer Entfernung ist die Untersuchung der Wirtsgalaxien aber relativ schwierig, da die vergleichsweise lichtschwachen Galaxien von der extrem hellen Strahlung überstrahlt werden, die aus unmittelbarer Nähe des Schwarzen Lochs stammt. Diese entsteht, wenn große Mengen an Material in das Schwarze Loch stürzen und sich das Gas dabei auf hohe Temperaturen erhitzt.

Kleinere, sogenannte stellare Schwarze Löcher entstehen als Endprodukt der Entwicklung massereicher Sterne und bleiben etwa nach einer Supernova-Explosion zurück. Über die Entstehung der supermassereichen Schwarzen Löcher, die man heute in den Zentren fast aller Galaxien vermutet, gibt es allerdings noch keine gesicherte Theorie. Man nimmt an, dass sie durch die wiederholte Verschmelzung von Schwarzen Löchern mittlerer Masse, die etwa in der Frühzeit des Universums entstanden sein könnten, entstehen. Haben sie erst einmal eine gewisse Größe erreicht, können sie weiter anwachsen, indem sie Material aus ihrer Umgebung aufnehmen.

Um das supermassereiche Schwarze Loch im Falle des Quasars CFHQSJ2329-0301 nachweisen zu können, verwendeten die Astronomen neu entwickelte, vor allem im Roten empfindliche CCDs für eine Kamera am Subaru-Teleskop auf dem Mauna Kea. "Die erhöhte Empfindlichkeit der CCDs hat diese wirklich faszinierende Entdeckung als erstes Resultat geliefert", freute sich Prof. Satoshi Miyazaki vom National Observatory of Japan (NAOJ).

Eine detaillierte Analyse des Lichtes ergab, dass etwa 40 Prozent des beobachteten Lichtes im Wellenlängenbereich von etwa 9.100 Angström von der Wirtsgalaxie stammte, während 60 Prozent auf den ionisierten Nebel zurückzuführen sind, der vom Schwarzen Loch zum Leuchten gebracht wird. "Wir werden hier Zeuge, wie ein supermassereiches Schwarzes Loch und seine Wirtsgalaxie zusammen entstehen", so Teammitglied Dr. Yousuke Utsumi von der Graduate University of Advanced Studies und dem NAOJ über die Bedeutung der Entdeckung. "Dies hat ein neues Fenster zur Erforschung der gemeinsamen Entwicklung von Schwarzen Löchern und Galaxien im jungen Universum eröffnet."

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