Astronomen haben mithilfe von NASA-Teleskopen das am weitesten entfernte Schwarze Loch entdeckt, das je in Röntgenstrahlen beobachtet wurde. Dieses Schwarze Loch befindet sich in einem frühen Wachstumsstadium, das zuvor noch nie beobachtet wurde und dessen Masse der seines Wirtsgalaxie ähnelt. Dieses Ergebnis könnte erklären, wie einige der ersten supermassereichen Schwarzen Löcher im Universum entstanden sind.
Eine bemerkenswerte Entdeckung
Ein Team von Forschern kombinierte Daten des Chandra Röntgenobservatoriums der NASA und des James Webb Space Teleskops der NASA, um die charakteristischen Merkmale eines wachsenden Schwarzen Lochs nur 470 Millionen Jahre nach dem Urknall zu finden. Die Entdeckung dieses Schwarzen Lochs wurde mithilfe einer kosmischen Lupe namens Gravitationslinseneffekt ermöglicht.
Die Entdeckung und ihre Bedeutung
Das Schwarze Loch wurde in einer Galaxie namens UHZ1 in Richtung des Galaxienclusters Abell 2744 gefunden, der sich 3,5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Webb-Daten haben jedoch enthüllt, dass die Galaxie viel weiter entfernt ist als der Cluster, nämlich 13,2 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt, als das Universum nur 3% seines aktuellen Alters hatte.
In den zwei Wochen der Beobachtungen mit Chandra zeigte sich das Vorhandensein von intensivem, überhitztem, röntgenstrahlendem Gas in dieser Galaxie - ein charakteristisches Merkmal eines wachsenden supermassereichen Schwarzen Lochs. Das Licht der Galaxie und die Röntgenstrahlen des Gases um das supermassereiche Schwarze Loch werden durch die zwischenliegende Materie in Abell 2744 (durch Gravitationslinseneffekt) um etwa das Vierfache verstärkt, was das von Webb erfasste Infrarotsignal erhöht und Chandra ermöglicht, die schwache Röntgenquelle zu erkennen.
Eine wichtige Erkenntnis
Diese Entdeckung ist von großer Bedeutung für das Verständnis, wie einige supermassereiche Schwarze Löcher kurz nach dem Urknall kolossale Massen erreichen können. Entstehen sie direkt aus dem Zusammenbruch massiver Gaswolken und bilden Schwarze Löcher mit einem Gewicht zwischen etwa 10.000 und 100.000 Sonnen? Oder stammen sie aus Explosionen der ersten Sterne, die Schwarze Löcher erzeugen, die nur zwischen etwa 10 und 100 Sonnen wiegen?
Einzigartige Eigenschaften des Schwarzen Lochs
Das neu entdeckte Schwarze Loch wurde nachweislich mit einer großen Masse geboren. Basierend auf der Helligkeit und Energie der Röntgenstrahlen wird seine Masse auf zwischen 10 und 100 Millionen Sonnen geschätzt. Dieser Massenbereich ist vergleichbar mit der Masse aller Sterne in der Galaxie, in der es sich befindet. Dies steht im starken Kontrast zu Schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxien im näheren Universum, die normalerweise nur etwa ein Zehntel eines Prozent der Masse der Sterne ihrer Wirtsgalaxie enthalten.
Die Bedeutung der Entdeckung
Die große Masse des Schwarzen Lochs in einem jungen Alter, die Menge an von ihm erzeugten Röntgenstrahlen und die Helligkeit der von Webb erfassten Galaxie stimmen mit den theoretischen Vorhersagen von 2017 überein. Diese Vorhersagen wurden von der Mitautorin Priyamvada Natarajan von der Yale University für ein "Überdimensioniertes Schwarzes Loch" aufgestellt, das direkt aus dem Zusammenbruch einer riesigen Gaswolke entstand.
Die Forscher planen, diese und weitere Ergebnisse, die von Webb und anderen Teleskopen gesammelt wurden, zu nutzen, um ein umfassenderes Bild des frühen Universums zu zeichnen.
Dieser Artikel basiert auf der Veröffentlichung des Teams von Bogdan in der Fachzeitschrift Nature Astronomy und einer Vorabversion, die online verfügbar ist.
Das James Webb Space Telescope ist das führende Weltraumobservatorium der Welt. Webb löst Rätsel in unserem Sonnensystem und blickt über ferne Welten um andere Sterne hinaus. Es untersucht die geheimnisvollen Strukturen und Ursprünge unseres Universums und unserer Rolle darin. Webb ist ein internationales Programm, das von der NASA in Zusammenarbeit mit der ESA (European Space Agency) und der Canadian Space Agency geleitet wird.
Für weitere Informationen besuchen Sie die Website des Chandra Röntgenobservatoriums der NASA.
Für weitere Chandra-Bilder, Multimedia und verwandte Materialien besuchen Sie:
Megan Watzke Chandra X-ray Center Cambridge, Mass. 617-496-7998
Jonathan Deal Marshall Space Flight Center Huntsville, Ala. 256-544-0034
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