JWST entdeckt urzeitliches Schwarzes Loch: Hinweise auf kosmische Ursprünge

LONDON (IT BOLTWISE) – Die Entdeckung eines gigantischen Schwarzen Lochs im frühen Universum durch das James Webb Space Telescope (JWST) wirft neue Fragen über die Entstehung dieser kosmischen Giganten auf.

Die jüngsten Beobachtungen des James Webb Space Telescopes (JWST) haben ein massives Schwarzes Loch in einer unberührten Galaxie entdeckt, die nur 700 Millionen Jahre nach dem Urknall existierte. Diese Entdeckung könnte darauf hindeuten, dass supermassive Schwarze Löcher im frühen Universum aus sogenannten primordialen Schwarzen Löchern entstanden sind, die durch Dichteschwankungen unmittelbar nach dem Urknall gebildet wurden.

Das beobachtete Schwarze Loch, bekannt als A2744-QSO1, hat eine Masse von etwa 10 Millionen Sonnenmassen, was 10% der Gesamtmasse seiner Wirtsgalaxie entspricht. Im Vergleich dazu haben supermassive Schwarze Löcher in späteren kosmischen Epochen oft nur 0,005% der Masse ihrer galaktischen Wirte. Diese Galaxie, die vor 13 Milliarden Jahren existierte, ist zudem arm an Metallen, was darauf hindeutet, dass sie nur wenige Supernova-Explosionen erlebt hat.

Die geringe chemische Entwicklung dieser Galaxie deutet darauf hin, dass massive Schwarze Löcher im frühen Universum ohne viel Sternentstehung wachsen konnten. Dies stellt die gängige Theorie in Frage, dass solche Schwarzen Löcher durch die Verschmelzung kleinerer Schwarzer Löcher, die aus sterbenden Sternen hervorgehen, entstanden sind.

Seit JWST mit der Beobachtung des frühen Universums begonnen hat, stellt es Kosmologen vor das Problem, dass supermassive Schwarze Löcher bereits weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall existierten. Die Standardtheorie besagt, dass solche Schwarzen Löcher aus stellaren Überresten entstehen und durch die Akkretion von Gas wachsen. Doch die Entdeckungen des JWST legen nahe, dass diese Schwarzen Löcher zu massiv sind, um auf diese Weise entstanden zu sein.

Eine mögliche Erklärung ist, dass Schwarze Löcher von Anfang an groß geboren wurden, ein Szenario, das als ‘Direkter Kollaps’ bekannt ist. Dabei könnten massive Gaswolken direkt zu einem extrem massiven Protostern kollabiert sein, der dann zu einem sehr massiven Schwarzen Loch wurde. Eine andere Theorie besagt, dass die Kerne von Urgalaxien sehr dicht mit Sternen waren, deren schnelle Verschmelzung zu intermediären Schwarzen Löchern führte.

Ein weiteres Szenario ist, dass frühe Schwarze Löcher die sogenannte Eddington-Grenze überschritten und dadurch schnell an Masse zunahmen. Diese Szenarien können jedoch nicht vollständig erklären, warum QSO1 eine so hohe Masse und ein so niedriges Metallgehalt aufweist.

Die Theorie der primordialen Schwarzen Löcher, die innerhalb der ersten Sekunde nach dem Urknall entstanden sein könnten, bietet eine alternative Erklärung. Diese Schwarzen Löcher könnten die ersten Strukturen im Universum gewesen sein und als Keime für die spätere Galaxienbildung gedient haben. Die jüngsten JWST-Beobachtungen von QSO1 könnten das erste Indiz für dieses Wachstum durch primordiale Schwarze Löcher sein.

Obwohl diese Theorie vielversprechend ist, gibt es noch viele offene Fragen, die durch weitere Modellierungen und Simulationen geklärt werden müssen. Höher aufgelöste Beobachtungen könnten helfen, die Anzahl der Sterne in der Umgebung dieses Schwarzen Lochs besser zu bestimmen und zu verstehen, ob es wirklich ohne viel Sternentstehung entstanden ist.

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