Astronomen haben das älteste jemals nachgewiesene Schwarze Loch entdeckt, das nur 500 Millionen Jahre nach dem Urknall existierte. Diese bahnbrechende Entdeckung, die mithilfe von Daten des James Webb Space Telescope (JWST) gemacht wurde, gewährt einen Einblick in die prägenden Jahre des Universums und stellt bestehende Theorien über das rasante Wachstum von Schwarzen Löchern im frühen Kosmos in Frage.
Das Schwarze Loch befindet sich in einer Galaxie namens CAPERS-LRD-z9, einer kleinen, schwachen Galaxie, die bei einer extrem hohen Rotverschiebung beobachtet wurde. Eine hohe Rotverschiebung deutet darauf hin, wie weit in die Vergangenheit wir blicken, und die extreme Rotverschiebung von CAPERS-LRD-z9 bedeutet, dass sie existierte, als das Universum nur 3 % seines heutigen Alters hatte. Die ungewöhnliche Leuchtkraft der Galaxie, die ursprünglich auf Sternentstehung zurückgeführt wurde, entpuppte sich als das Ergebnis einer superheißen Gasscheibe, die in das Schwarze Loch spiralt. Dieses einfallende Gas emittiert intensive Strahlung, wodurch das Schwarze Loch über gewaltige kosmische Distanzen nachweisbar wird.
Dr. Seiji Fujimoto von der University of Arizona, Hauptautor der Studie, erklärte: „Es ist das früheste bestätigte Schwarze Loch, und es öffnet uns ein Fenster zu einer Periode der kosmischen Geschichte, die wir noch nie zuvor gesehen haben.“ Das Schwarze Loch im Zentrum von CAPERS-LRD-z9 wird auf etwa 300 Millionen Sonnenmassen geschätzt, was ungefähr dem Zehnfachen der Masse von Sagittarius A*, dem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum unserer Milchstraße, entspricht. Diese Schätzung birgt jedoch eine gewisse Unsicherheit. Bemerkenswerterweise macht das Schwarze Loch etwa 5 % der gesamten Sternenmasse seiner Heimatgalaxie aus, ein deutlich höherer Anteil als in modernen Galaxien. Dies deutet darauf hin, dass entweder frühe Schwarze Löcher mit erstaunlicher Geschwindigkeit wuchsen oder dass sie mit weitaus mehr Masse als bisher angenommen entstanden sind.
Diese Entdeckung stellt die gängigen Modelle der Schwarzen Lochbildung in Frage, die typischerweise ein allmähliches Wachstum über Milliarden von Jahren vorsehen. Die Existenz eines so massereichen Schwarzen Lochs so früh im Universum legt alternative Bildungsmechanismen nahe, wie etwa den direkten Kollaps massereicher Gaswolken. Die Forscher vermuten, dass eine dichte Gaswolke, die das Schwarze Loch umgibt, dessen rötliche Färbung verursachen könnte, indem sie das emittierte Licht zu längeren, rötlicheren Wellenlängen verschiebt – ein Phänomen, das als Rotverschiebung bekannt ist. Dieser Effekt, kombiniert mit der extremen Entfernung der Galaxie, trägt zu ihrer charakteristischen Farbe bei.
CAPERS-LRD-z9 wird ein wichtiges Ziel für zukünftige JWST-Beobachtungen sein. Durch die detailliertere Untersuchung dieses einzigartigen Objekts hoffen Astronomen, weitere Geheimnisse über die Entstehung und Entwicklung von Schwarzen Löchern und Galaxien im frühen Universum zu lüften. Dr. Rebecca Taylor, Mitautorin der Studie, bemerkte: „Wir konnten die frühe Entwicklung von Schwarzen Löchern bisher nicht untersuchen, und wir sind gespannt, was wir von diesem einzigartigen Objekt lernen können.“ Die Entdeckung von CAPERS-LRD-z9 markiert einen bedeutenden Fortschritt in unserem Verständnis des Kosmos. Da das JWST weiterhin die Vergangenheit des Universums erforscht, werden weitere bahnbrechende Entdeckungen erwartet, die unser Verständnis der Ursprünge und der Entwicklung des Universums neu gestalten werden.