Das James-Webb-Weltraumteleskop hat zwei supermassive Schwarze Löcher entdeckt. Auf den Bildern verschmelzen sie. Und das in einer Frühphase unseres Universums, als es gerade mal 740 Millionen Jahre alt war.
Es ist ein Tanz der Giganten, den Astronomen mit der Hilfe des Kostenpflichtiger Inhalt James-Webb-Weltraumteleskops nun entdeckt haben. Das „System“ trägt den eher nüchternen Namen „ZS7“. Dahinter aber stehen zwei Galaxien mit supermassiven Schwarzen Löchern – die auf den Aufnahmen im Begriff sind zu kollidieren und zu verschmelzen. Und zumindest eins davon hat eine Masse von 50 Millionen Sonnen. „Die Masse des anderen ist sehr wahrscheinlich ähnlich. Aber es ist im dichten Gas verborgen“, sagt Roberto Maiolino von den Universitäten Cambridge und London in einer Pressemitteilung. Er gehört zu einem internationalen Team von US-amerikanischen, kanadischen und europäischen Wissenschaftlern, die die Aufnahmen des Weltraumteleskops analysieren.
Das Erstaunliche an den nun veröffentlichten Beobachtungen: Es geschah zu einer Zeit, als unser knapp 14 Milliarden Jahre altes Universum sehr jung war. Gerade mal 740 Millionen Jahre nach dem Urknall. Und noch ist offen, wie sich so früh so massive Schwarze Löcher gebildet haben. Das sind gewaltige Masse-Ansammlungen, die auf einen minimalen Punkt konzentriert sind. Selbst Licht kann ihrer Gravitationskraft nicht mehr entrinnen. Weil gemäß Einsteins Relativitätstheorie die Raum-Zeit dafür viel zu sehr gekrümmt ist. Daher der Name. Und dennoch sind sie sehr oft deutlich sichtbar: Weil Gas und gegebenenfalls auch ganze Sterne von ihrer Schwerkraft in das Loch gezogen werden. Es bildet sich dann eine sogenannte Akkretionsscheibe, über die das Material sich dem Zentrum nähert. Mit hoher Geschwindigkeit und starker Reibung, was sehr viel Energie freisetzt.
Und „wir haben Beweise für sehr dichtes Gas in schneller Bewegung in der Nähe des einen Schwarzen Lochs entdeckt“, sagt Hannah Übler von der Universität Cambridge, Hauptautorin der jüngsten Studie dazu, in einer Pressemitteilung. Ebenso sei heißes und hoch ionisiertes Gas gefunden worden samt den typischen Strahlungsmerkmalen von Akkretionsscheiben Schwarzer Löchern in ihrer aktiven Phase, wenn Masse „verschlungen“ wird.
Die Verschmelzung scheint „ein wichtiger Weg zu sein, über den Schwarze Löcher schnell wachsen“, sagt Übler. Sogar in der kosmischen Dämmerung zu Beginn des Kosmos. Supermassive Schwarze Löcher scheinen dabei von Anfang an die Evolution der Galaxien beeinflusst zu haben.
Doch noch ist zumindest in den Beobachtungen der Prozess in „ZS7“ nicht abgeschlossen. Wenn es soweit ist, dann müssten auch Gravitationswellen nach so einem titanhaften Ereignis gemessen werden können. Das wiederum wird weitere Schlüsse erlauben. Die Wissenschaftler selbst werden die Verbindung von Schwarzen Löchern, ihren Kollisionen und Verschmelzungen in der frühen Phase des Universums weiter untersuchen. Daraus wird sich ein neues Verständnis für die Entwicklung des Kosmos entwickeln. Schließlich finden sich massive Schwarze Löcher in den Zentren vieler Galaxien. Auch in unserer Milchstraße: in knapp 27.000 Lichtjahren Entfernung mit dem Namen Sagittarius A*. Das scheint derzeit zwar eher in einer Ruhephase zu sein, aber es hat eine Masse von ca. vier Millionen Sonnen.
Bereits im Jahr 2019 gelang Wissenschaftlern zudem die Aufnahme eines ganz anderen Schwarzen Lochs. Im Zentrum der Galaxie „M87“. 55 Millionen Lichtjahre von uns entfernt findet sich dort ein Schwerkraft-Monster, das die Masse von 6,5 Milliarden Sonnen hat.