Astronomen haben die Existenz massiver, sternähnlicher Objekte bestätigt, die von Schwarzen Löchern in ihren Zentren angetrieben werden. Diese Entdeckung stellt bestehende Modelle der frühen Galaxienentstehung in Frage und bietet eine mögliche Erklärung für rätselhafte Beobachtungen des James Webb Space Telescope (JWST). Diese „Schwarzen-Loch-Sterne“, wie sie genannt werden, scheinen in den ersten Milliarden Jahren des Universums häufig vorgekommen zu sein, aber heute gibt es keine Äquivalente, was auf einen verlorenen Wachstumsmodus für supermassive Schwarze Löcher schließen lässt.
Das Geheimnis der kleinen roten Punkte
JWST identifizierte zunächst eine Population ungewöhnlich heller, kompakter und roter Galaxien – sogenannte „Little Red Dots“ (LRDs) –, die sich einer einfachen Klassifizierung entzogen. Die Theorien reichten von dicht gepackten Sternhaufen bis hin zu supermassereichen, von Staub verdeckten Schwarzen Löchern, aber keine von beiden konnte die beobachteten Lichtmuster vollständig erklären. Die Spektren der LRDs stimmten mit keinem dieser Phänomene überein, was die Astronomen verwirrte.
Die Black-Loch-Stern-Hypothese
Der sich abzeichnende Konsens legt nahe, dass LRDs massive Gaskugeln sind, die zentrale Schwarze Löcher umgeben. Wenn Materie in diese Schwarzen Löcher fällt, wird enorme Gravitationsenergie freigesetzt, die das umgebende Gas intensiv leuchten lässt – ähnlich einem Stern, aber viel heller. Diese Schwarzlochsterne wären milliardenfach heller gewesen als unsere Sonne, würden aber von einem völlig anderen Mechanismus als der Kernfusion angetrieben.
Evidence Mounts: Spektren und Variabilität
Eine aktuelle Analyse von über hundert LRDs zeigt, dass ihre Lichtspektren stark denen einer einzelnen, glatten Oberfläche ähneln – ein Merkmal von Sternen. Dies steht im Gegensatz zu den komplexen Spektren typischer Galaxien, die Licht aus mehreren Quellen kombinieren. Darüber hinaus stimmen die beobachteten Helligkeitsschwankungen, selbst wenn sie durch Gravitationslinsen betrachtet werden (was zeitverzögerte Beobachtungen über Jahrzehnte ermöglicht), mit theoretischen Modellen der Akkretionsscheiben von Schwarzen Löchern überein.
„Das Sternmodell des Schwarzen Lochs gibt es schon seit einiger Zeit, aber man hielt es für so seltsam und weit verbreitet, aber es scheint tatsächlich zu funktionieren und am sinnvollsten zu sein“, sagt Jillian Bellovary vom American Museum of Natural History.
Herausforderungen und zukünftige Forschung
Während starke Beweise die Hypothese eines Schwarzen-Loch-Sterns stützen, bleibt es schwierig, das Vorhandensein eines Schwarzen Lochs in jedem Kern endgültig zu beweisen. Die dichte Gashülle behindert die direkte Beobachtung und zwingt Astronomen, sich auf indirekte Messungen wie Helligkeitsschwankungen zu verlassen. Die weitere Forschung wird sich auf die Erkennung charakteristischer Variabilitätsmuster von Schwarzen Löchern und die Verfeinerung von Modellen für das frühe Wachstum von Schwarzen Löchern konzentrieren.
Diese Ergebnisse deuten auf eine bisher unbekannte Phase in der Entwicklung des frühen Universums hin, in der Schwarze Löcher möglicherweise durch einen grundlegend anderen Prozess gewachsen sind als das, was wir heute beobachten. Das Verständnis der Lebensdauer und des Beitrags dieser Schwarzen-Loch-Sterne ist entscheidend für die Rekonstruktion der Entstehungsgeschichte supermassereicher Schwarzer Löcher, die sich heute in den Zentren fast aller Galaxien befinden.
