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JAMES WEBB
Supermassereiches Schwarzes Loch im jungen Universum mit extremem Appetit
Redaktion / Pressemitteilung der Technischen Universität Dresden
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8. November 2024

Mithilfe des James Webb Space Telescope haben Forschende mit LID-568 ein supermassereiches Schwarzes Loch im jungen Universum aufgespürt, das mit ungewöhnlich hoher Rate Material verschlingt - etwa 40 Mal mehr als es die Theorie eigentlich vorhersagen würde. Der Fund könnte zum besseren Verständnis von supermassereichen Schwarzen Löchern beitragen.

LID-568

Künstlerische Darstellung einer Zwerggalaxie im jungen Universum mit einem sehr aktiven supermassereichen Schwarzen Loch (Ausschnitt). Bild: NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva / M. Zamani [Großansicht]

Einem internationalen Forschungsteam ist eine äußerst ungewöhnliche Entdeckung in den Tiefen des Alls gelungen: Mit dem James Webb Space Telescope (JWST) fanden sie ein schnell wachsendes, supermassereiches Schwarzes Loch in einer sehr frühen Phase des Universums kurz nach dem Urknall. Das LID-568 getaufte Objekt wirft aufgrund seiner höchst ungewöhnlichen Natur grundlegende Fragen zum bisherigen Verständnis von supermassereichen Schwarzen Löchern auf.

Die insgesamt 16 Forschenden unter der Leitung von Dr. Hyewon Suh und Prof. Dr. Günther Hasinger, Exzellenzprofessor an der TU Dresden und leitender Wissenschaftler bei DESY sowie designierter Gründungsdirektor des Deutschen Zentrums für Astrophysik in der Lausitz, richteten ihren Blick mithilfe des JWST auf eine kleine Region am Himmel wo sie eine auffällige Ansammlung von Objekten fanden, die sehr hell im Röntgenbereich strahlten, aber im optischen und infraroten Bereich kaum oder fast unsichtbar waren. Mithilfe der spektroskopischen Instrumente des JWST fanden sie heraus, dass es sich um eine von Staub verhüllte neue Population supermassereicher Schwarzer Löcher im frühen Universum handelt.

Eines dieser Objekte, ein winziger Punkt weniger als 1,5 Milliarden Jahre nach dem Urknall entdeckt, stach besonders heraus: LID-568. Dabei handelt es sich um ein supermassereiches Schwarzes Loch mit einer Masse von etwa zehn Millionen Sonnen. LID-568 hebt sich aufgrund seiner intensiven Röntgenstrahlung und seiner ungewöhnlich hohen und in diesem Ausmaß unbekannten Aufnahme von Materie – Akkretionsrate genannt – von bisherigen Entdeckungen ab. "Dies ist das erste Mal, dass eine Galaxie im frühen Universum entdeckt wurde, die ihr zentrales massereiches Schwarzes Loch dramatisch überfüttert: mehr als 40-mal so viel, wie es eigentlich fressen dürfte", so Hasinger begeistert. "Ob damit das Rätsel der vom James Web Space Telescope entdeckten frühen Galaxien und Schwarzen Löcher gelöst werden kann, steht noch in den Sternen. Jedenfalls zeigt es, dass dieses Teleskop unser Verständnis des frühesten Universums grundlegend verschiebt."

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"Die Entdeckung eines Schwarzen Lochs in einer extremen Akkretionsphase im frühen Universum – eines bislang unerforschten Typs von Schwarzen Löchern – eröffnet spannende Möglichkeiten für die Erforschung der Entstehung Schwarzer Löcher", unterstreicht auch Forschungsgruppenleiterin Dr. Hyewon Suh vom International Gemini Observatory/NSF NOIRLab auf Hawaii. "Die weitere Untersuchung wird unschätzbare Einblicke in die frühen Phasen des Wachstums Schwarzer Löcher liefern."

Dass Schwarze Löcher strahlen, ist nicht ungewöhnlich. Aber wie hell sie maximal leuchten können, hat mit der Akkretionsrate zu tun. Die ist durch die "Eddington-Grenze" beschränkt, an der die Strahlung das Ansaugen von Materie theoretisch stoppen müsste. Das Besondere an LID-568 ist dessen außergewöhnlich hohe Aktivität, Materie anzusaugen – und das in einer frühen Phase des Universums, als auch erste Galaxien entstanden sein müssen. Der Hunger von LID-568 ist 40-mal so hoch wie Theorien ihn maximal beschreiben. Damit überschreitet es die "Eddington-Grenze" – daher sprechen Forschende von einer "Super-Eddington-Akkretion".

Das Forschungsteam berichtet über seine Ergebnisse in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Nature Astronomy erschienen ist.

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siehe auch
James Webb: Das Licht der Sterne um zwei entfernte Quasare - 5. Juli 2023
Links im WWW
Suh, H. et al. (2024): A super-Eddington-accreting black hole ~1.5 Gyr after the Big Bang observed with JWST, Nat Astron, https://doi.org/10.1038/s41550-024-02402-9
Technische Universität Dresden
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