Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Entstehung primordialer Schwarzer Löcher (PBHs) eine Schlüsselrolle bei der Entstehung von Quasaren und Radiogalaxien im frühen Universum gespielt haben könnte. Eine im Jahr 2025 auf arXiv veröffentlichte Studie von Jeremy Mould und Adam Batten von der Swinburne University legt nahe, dass diese PBHs in den ersten Jahrtausenden nach dem Urknall aus winzigen Schwankungen in der Strahlungsumgebung des frühen Universums entstanden sein könnten.
Diese primordialen Schwarzen Löcher könnten als Gravitationskeime gedient haben, die umliegendes Gas und Staub anzogen und zu supermassereichen Schwarzen Löchern im Zentrum von Quasaren heranwuchsen. Die Quasar-Leuchtkraftfunktion (QLF), die beschreibt, wie sich die Helligkeit von Quasaren im Laufe der Zeit ändert, stimmt mit den Vorhersagen dieser Theorie überein, was darauf hindeutet, dass PBHs entscheidend für die Quasar-Entstehung waren. Die Forschungsergebnisse legen ebenfalls nahe, dass kleinere Galaxien als Brennstoff für die Quasar-Erleuchtung dienten, indem sie von den supermassereichen Schwarzen Löchern in den Zentren der Quasare verschlungen wurden.
Mit zunehmender Materieaufnahme durch das Schwarze Loch würde die Helligkeit des Quasars abnehmen, was der QLF-Kurve folgt, die eine geringere Helligkeit bei höheren Rotverschiebungen vorhersagt. Eine weitere faszinierende Implikation dieser Theorie ist die Verbindung zwischen Quasaren und Radiogalaxien, einer Art von Galaxien, die starke Radiowellenemissionen aufweisen. Wenn Quasare aus PBHs entstehen, könnten sie sich nach einer Beruhigungsphase und dem Verbrauch der nahen Materie zu Radiogalaxien entwickeln.
Die Leuchtkraftfunktionen von Quasaren und Radiogalaxien zeigen Ähnlichkeiten, wobei Radiogalaxien eine geringere Gesamtamplitude aufweisen, aber eine voraussichtliche Lebensdauer haben, die etwa zehnmal länger ist als die von Quasaren. Diese Theorie bietet auch eine potenzielle Erklärung für die Energiequelle von Quasaren. PBHs könnten die notwendige Energie für die Quasar-Erleuchtung geliefert haben, indem sie nahegelegene Galaxien verschlangen.
Darüber hinaus deuten die Forschungsergebnisse darauf hin, dass Quasare als Standardkerzen zur Messung kosmologischer Distanzen genutzt werden könnten, eine Rolle, die derzeit von Typ-Ia-Supernovae aufgrund ihrer standardisierten Helligkeit eingenommen wird. Die Entstehung von Quasaren aus PBHs könnte eine Grundlage für das Verständnis ihrer Leuchtkraft schaffen und sie schließlich als Standardkerzen nutzbar machen. Das James Webb Space Telescope (JWST) könnte weitere Einblicke in Quasare gewähren, die noch weiter in die Vergangenheit blicken als je zuvor, und die Studie endgültig bestätigen oder widerlegen.
Sollten neue Daten mit den Vorhersagen der Theorie übereinstimmen, würde diese nach der idealisierten Version der wissenschaftlichen Methode an Bedeutung unter anderen Wissenschaftlern gewinnen. Die Entdeckung von Dutzenden von Quasaren im frühen Universum durch das JWST, einige davon nur 650 Millionen Jahre nach dem Urknall, stützt diese Hypothese. Diese frühen Quasare sind oft mit kleineren Galaxien assoziiert, was die Idee unterstützt, dass sie durch die Verschlingung von Materie aus diesen Galaxien genährt wurden. Die Ähnlichkeit in den Leuchtkraftfunktionen von Quasaren und Radiogalaxien, wie sie von Studien wie der von Mould und Batten hervorgehoben wird, legt eine gemeinsame Entstehungsgeschichte nahe, bei der PBHs als initiale Keime dienen.