Forscher entdecken überraschend viele Schwarze Löcher im frühen Universum – und das könnte alles verändern!

Schwarze Löcher – riesige Objekte, die so viel Masse besitzen, dass nicht einmal Licht entkommen kann. Die größten von ihnen, sogenannte supermassereiche Schwarze Löcher, wiegen bis zu eine Milliarde Mal mehr als die Sonne. Schon lange wissen wir, dass diese Giganten zu den ältesten Objekten im Universum gehören. Einige von ihnen haben sich bereits gebildet, als das Universum erst rund eine Milliarde Jahre alt war. Aber jetzt gibt es eine überraschende Wende: Im frühen Universum gab es offenbar viel mehr Schwarze Löcher als bisher angenommen.

Neue Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops zeigen, dass das Universum in seinen ersten Milliarden Jahren voll von weniger leuchtenden, aber dennoch massereichen Schwarzen Löchern war. Und das könnte unser Bild davon, wie sie entstehen, völlig verändern.

Warum gab es so viele Schwarze Löcher?

Schwarze Löcher wachsen, indem sie das Material um sich herum "verschlingen" – ein Prozess, der als Akkretion bezeichnet wird. Dabei strahlen sie eine enorme Menge Energie ab, die ihre Wachstumsrate begrenzt. Dies hat die Wissenschaftler vor ein Problem gestellt: Wie konnten im jungen Universum so viele Schwarze Löcher so schnell so groß werden?

Eine mögliche Erklärung ist, dass einige dieser Schwarzen Löcher mit einer unerwartet großen Masse geboren wurden. Normalerweise entstehen Schwarze Löcher durch den Zusammenbruch von Sternen, doch das allein reicht nicht aus, um die Masse dieser Objekte zu erklären. Könnten sie auf andere Weise entstanden sein?

Leichte und schwere Ursprünge

Die Entstehung Schwarzer Löcher ist noch immer ein Rätsel. Eine Theorie besagt, dass sogenannte "primordiale" Schwarze Löcher kurz nach dem Urknall entstanden sind. Diese wären aber eher klein. Massereiche Schwarze Löcher, wie wir sie im frühen Universum gefunden haben, passen nicht in dieses Bild. Sie könnten jedoch aus den Überresten massereicher Sterne entstanden sein, die in extrem dichten Sternhaufen entstanden.

Eine andere Theorie ist noch spannender: Schwarze Löcher könnten durch den direkten Kollaps von Gaswolken gebildet worden sein, bevor diese überhaupt Sterne wurden. In diesem Szenario hat die mysteriöse Dunkle Materie eine Schlüsselrolle gespielt, indem sie das Gas zusammenhielt. Doch auch diese Erklärung hat ihre Grenzen, da nicht genug Dunkle Materie-Halos groß genug wären, um all diese Schwarzen Löcher hervorzubringen.

Überraschend viele Schwarze Löcher

Bis jetzt konnten Astronomen nur die hellsten und aktivsten Schwarzen Löcher im jungen Universum nachweisen – sogenannte Quasare. Diese sind so leuchtend, dass sie leicht zu entdecken sind. Aber was ist mit all den Schwarzen Löchern, die weniger aktiv sind? Hier kommt die neue Forschung ins Spiel: Durch das Monitoring von Galaxien über 15 Jahre hinweg fanden Forscher heraus, dass es viel mehr Schwarze Löcher gibt als bisher angenommen.

Die Beobachtungen zeigen, dass Schwarze Löcher nicht kontinuierlich fressen, sondern in Schüben. Diese unregelmäßigen "Fresszeiten" führten dazu, dass viele Schwarze Löcher bisher übersehen wurden. Dank der neuen Daten wissen wir jetzt, dass die frühesten Galaxien im Universum viel mehr Schwarze Löcher beherbergten, als man je gedacht hatte.

Wie konnten sie so schnell wachsen?

Eine der großen Fragen, die nun im Raum steht, ist, wie diese Schwarzen Löcher so schnell ihre enorme Masse erreichen konnten. Eine Möglichkeit ist, dass sie als sogenannte „dunkle Sterne“ begannen – eine exotische Theorie, nach der sich Sterne bilden, indem sie Dunkle Materie einfangen. Dadurch könnten sie viel länger wachsen als normale Sterne, bevor sie schließlich zu Schwarzen Löchern kollabieren.

Ob diese Theorie der Wahrheit entspricht, ist noch offen. Was wir aber wissen, ist, dass die bisherigen Modelle über die Entstehung von Schwarzen Löchern überdacht werden müssen.

Was bringt die Zukunft?

Die letzten zwei Jahre haben unser Verständnis über die Entstehung von Schwarzen Löchern revolutioniert. Aber das ist erst der Anfang. Künftige Weltraummissionen wie die Euclid-Mission oder das Nancy-Grace-Roman-Weltraumteleskop werden weitere Daten liefern und noch mehr Details über die frühen Schwarzen Löcher enthüllen.

Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) wird eine Schlüsselrolle spielen. Mit seinen einzigartigen Fähigkeiten wird es in der Lage sein, die schwächsten Schwarzen Löcher zu entdecken und deren Entwicklung im Detail zu verfolgen. In den nächsten Jahren könnten wir sogar den Moment beobachten, in dem das erste Schwarze Loch im Universum geboren wurde.

Die Forschung zu Schwarzen Löchern im frühen Universum steht also vor einer aufregenden Zukunft – und sie könnte unser Verständnis des Kosmos grundlegend verändern.