Supermassereiches Schwarzes Loch zu massereich

Es enthält zwölf Milliarden Sonnenmassen – und das bereits 875 Millionen Jahre nach dem Urknall: Das supermassereiche Schwarze Loch SDSS J0100+2802 stellt neue Rekorde auf und Astronomen vor ein Rätsel. Aufgespürt hat es ein internationales Forscherteam bei seiner systematischen Suche nach weit entfernten, außergewöhnlich hellen Himmelsobjekten. Beobachtungen mit mehreren Großteleskopen bestätigten den Verdacht der Forscher, die im Fachblatt „Nature“ über ihre Entdeckung berichten.

„Die Entstehung eines derart großen Schwarzen Lochs ist nur schwer mit den gegenwärtigen Theorien über ihre Entstehung und ihr Wachstum in Einklang zu bringen“, stellt Fuyan Bian vom Mount Stromlo Observatory in Australien fest. Die Himmelsforscher gehen heute davon aus, dass nahezu jede Galaxie in ihrem Zentrum ein Schwarzes Loch mit der millionen- oder gar milliardenfachen Masse der Sonne beherbergt. Größere Galaxien enthalten auch größere Schwarze Löcher – ein Indiz dafür, dass Galaxien und Schwarze Löcher im Verlauf der kosmischen Geschichte gemeinsam wachsen.

Die ersten großen Schwarzen Löcher nach dem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren besaßen vermutlich eine Masse zwischen hundert und hunderttausend Sonnenmassen. Indem Schwarze Löcher miteinander verschmolzen und durch den Zustrom von umgebender Materie nahm ihre Masse stetig zu. Doch diesem Prozess sind Grenzen gesetzt: Die einfallende Materie erhitzt sich und beginnt zu strahlen. So leuchten die Schwarzen Löcher als Quasare im jungen Kosmos auf. Zugleich übt die Strahlung aber einen Druck auf die zuströmende Materie aus und bremst so das Wachstum der Schwarzen Löcher ab.

Je weiter Astronomen ins All blicken, desto weniger Schwarze Löcher mit extrem großen Massen sollten sie aufspüren. Denn der Blick in große Entfernungen ist zugleich ein Blick in die kosmische Vergangenheit. Das Licht von SDSS J0100+2802 hat 12,9 Milliarden Jahre zu uns gebraucht – die Forscher sehen diesen Quasar daher so, wie er vor 12,9 Milliarden Jahren, also 875 Millionen Jahre nach dem Urknall, ausgesehen hat. Um in dieser Zeit auf eine so gewaltige Masse anzuwachsen, muss das Schwarze Loch ständig die maximal möglich Menge an Materie aufgenommen haben. Die Theorie sagt jedoch voraus, dass ein solches Wachstum am Limit maximal zehn bis hundert Millionen Jahre andauern kann.

„Unsere Beobachtungen deuten darauf hin, dass Schwarze Löcher schneller wachsen als ihre Wirtsgalaxien“, erklärt Yuri Beletsky vom Las Campanas Observatory in Chile. Wie ein solches rasantes Wachstum vonstatten geht, wissen die Forscher aber bislang nicht. Möglicherweise behindert die Strahlung den Zustrom von Materie nicht so stark, wie bislang angenommen. Das Team hofft nun, weitere extreme Schwarze Löcher im jungen Kosmos aufzuspüren – und so dem Mysterium ihrer Entstehung auf die Spur zu kommen.