Astronomen haben ein supermassereiches Schwarzes Loch namens RACS J0320-35 entdeckt, das mit einer bemerkenswerten Geschwindigkeit wächst und damit bestehende Modelle zur Entstehung und Entwicklung dieser kosmischen Giganten in Frage stellt.
Das Objekt befindet sich rund 12,8 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt und besitzt eine geschätzte Masse von etwa einer Milliarde Sonnenmassen, was es zu einem der größten bekannten Schwarzen Löcher macht. Die Entdeckung wurde durch Beobachtungen des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA ermöglicht. Diese zeigten, dass RACS J0320-35 mit einer Rate wächst, die 2,4-mal über dem theoretischen Eddington-Limit liegt. Dieses Limit stellt die maximale Wachstumsrate eines Schwarzen Lochs dar, bei der der durch Strahlung erzeugte Druck der Gravitationsanziehung entgegenwirkt.
Die im Astrophysical Journal Letters veröffentlichte Studie wurde von einem internationalen Wissenschaftlerteam durchgeführt, zu dem auch Forscher der Fakultät für Naturwissenschaften der Universität Lissabon und des Instituts für Astrophysik und Weltraumwissenschaften gehören. Sie kombinierten Daten des Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP), des Dark Energy Survey, des Gemini-South-Teleskops und von Chandra, um den Quasar RACS J0320-35 zu analysieren.
José Afonso, Professor an der Fakultät für Naturwissenschaften und Forscher am Institut für Astrophysik und Weltraumwissenschaften, äußerte sich zu den Erkenntnissen: „Die ersten Milliarden Jahre des Universums erweisen sich als immer rätselhafter. Nicht nur entdecken wir weiterhin diese gigantischen Schwarzen Löcher, die zuvor als unmöglich galten, sondern wir beginnen auch zu erkennen, dass sie zu dieser Zeit bereits extreme Eigenschaften besaßen.“
Die Entdeckung von RACS J0320-35 eröffnet neue Perspektiven auf die Entstehung und das Wachstum von Schwarzen Löchern im frühen Universum. Sie deutet darauf hin, dass diese Objekte schneller als bisher angenommen enorme Massen erreichen können. Diese Erkenntnisse könnten dazu führen, dass Wissenschaftler bestehende Modelle überarbeiten und ihr Verständnis der Prozesse in galaktischen Zentren verbessern. Die Forschung an RACS J0320-35 wird fortgesetzt, wobei Astronomen zusätzliche Daten nutzen, um ihr Wissen über die Dynamik dieser schnell wachsenden Schwarzen Löcher zu vertiefen.
Es wird vermutet, dass solche übermäßigen Wachstumsraten, die das Eddington-Limit überschreiten, durch die Anwesenheit von dunkler Materie begünstigt werden könnten. Diese könnte durch ihren Zerfall Strahlung erzeugen und so die Gaswolken warm halten, was eine schnellere Kondensation zu Schwarzen Löchern ermöglicht. Diese Hypothese, die auf der Theorie basiert, dass dunkle Materie instabile Teilchen enthalten könnte, die in Photonen zerfallen, bietet eine mögliche Erklärung für die Existenz massereicher Schwarzer Löcher in der Frühzeit des Universums.
Die Beobachtung von RACS J0320-35, das sich mit einer Rate von 2,4-mal über dem Eddington-Limit entwickelt, liefert wertvolle Daten zur Verfeinerung kosmologischer Modelle und hilft, das Rätsel zu lösen, wie sich supermassereiche Schwarze Löcher so früh und so schnell im Universum bilden konnten. Die Forschung deutet darauf hin, dass dieses Schwarze Loch jährlich zwischen 300 und 3.000 Sonnenmassen an Materie aufnimmt, was weit über dem theoretischen Limit für ein Schwarzes Loch dieser Größe liegt. Die Untersuchung der Röntgen-, Infrarot- und optischen Strahlung, die von dem Schwarzen Loch ausgeht, ermöglichte es den Forschern, seine Eigenschaften zu bestimmen und zu dem Schluss zu kommen, dass es sich um einen Quasar handelt, der von einem supermassereichen Schwarzen Loch angetrieben wird.
Die Arbeit von José Afonso und seinem Team, die Daten des ASKAP-Radioteleskops nutzten, trägt wesentlich zum Verständnis der Entwicklung von Galaxien und der darin enthaltenen supermassereichen Schwarzen Löcher bei, insbesondere in den frühesten Phasen des Universums.