🔴 Die roten Punkte des James Webb: Der Schlüssel zu gigantischen Schwarzen Löchern?

Das James-Webb-Weltraumteleskop hat in den letzten Jahren überraschende Objekte im frühen Universum enthüllt: die "Little Red Dots" (Kleine roten Punkte). Diese kompakten roten Punkte, die weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall beobachtet wurden, könnten einen ungewöhnlichen Prozess beherbergen, der das Auftauchen der massereichsten Schwarzen Löcher erklärt.

Ihre besonderen Eigenschaften, wie ihr Lichtspektrum oder ihr schnelles Verschwinden aus der kosmischen Geschichte, stellen Wissenschaftler vor Rätsel. Während heutige Galaxien normalerweise ein supermassereiches Schwarzes Loch in ihrem Zentrum beherbergen, bleibt deren beschleunigte Entstehung schwer zu erklären. Tatsächlich benötigen die klassischen Verschmelzungsmechanismen, ausgehend von stellaren Schwarzen Löchern, theoretisch mehr als eine Milliarde Jahre.


Um diese Beobachtungen mit den Modellen in Einklang zu bringen, schlägt ein Forschungsteam vor, dass diese roten Punkte als "Kinderstuben" für Schwarze Löcher fungieren, die durch einen direkten Kollaps entstehen. Anstatt von der Explosion eines Sterns zu stammen, würden diese massiven "Samen" aus dem Kollaps riesiger primordialer Gaswolken geboren werden. Dieser alternative Weg würde es ermöglichen, schnell Objekte zu erhalten, die zehntausende Male massereicher sind als die Sonne.

Darüber hinaus scheinen die für dieses Szenario erforderlichen Bedingungen nur im jungen Universum erfüllt zu sein, bevor die Anreicherung mit schweren Elementen durch die ersten Sterne erfolgte. Computersimulationen deuten darauf hin, dass die Eigenschaften der durch direkten Kollaps gebildeten Schwarzen Löcher mit denen der Little Red Dots übereinstimmen. Elia Cenci, Leiter des Teams, erläuterte gegenüber Space.com, dass diese Entdeckung die ersten beobachtungstechnischen Hinweise auf die Geburt riesiger Schwarzer Löcher liefern könnte.

Das Fehlen dieser Objekte nach etwa 1,5 Milliarden Jahren würde sich durch die kosmische Entwicklung erklären lassen. Die Umgebungen werden dann zu reich an schweren Elementen und profitieren von weniger Gasnachschub, was den direkten Kollaps nicht mehr begünstigt. Neue Beobachtungen mit höherer Auflösung und vollständiger spektraler Abdeckung werden notwendig sein, um diese Hypothese zu bestätigen.

Die Wissenschaftler setzen die Erforschung dieser Spur mit zahlreichen hochpräzisen kosmologischen Simulationen fort. Ihre in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlichte Studie versucht, die Population dieser primordialen Schwarzen Löcher und ihre Beziehung zu den rätselhaften roten Punkten besser zu beschreiben.

Die Samen Schwarzer Löcher: Leicht oder massereich?

Das Konzept der Samen beschreibt, wie ein Schwarzes Loch seine Existenz beginnt. Bei leichten Samen handelt es sich um die Überreste massereicher Sterne, die in einer Supernova explodiert sind. Ihre Masse bleibt begrenzt und erreicht maximal ein paar Dutzend Sonnenmassen, sodass ein späteres erhebliches Wachstum durch Akkretion und Verschmelzung notwendig ist.

Im Gegensatz dazu stammt ein massereicher Samen direkt aus dem Kollaps einer sehr dichten Gaswolke und umgeht so die stellare Phase. Die Anfangsmasse kann so bis zu hunderttausend Sonnenmassen erreichen und bietet einen vorteilhaften Start, um schnell supermassereich zu werden.

Diese Unterscheidung ist wichtig, um das frühe Auftreten riesiger Schwarzer Löcher im jungen Universum zu verstehen. Die Zeitspanne zwischen dem Urknall und ihrer Beobachtung durch das James-Webb-Teleskop erscheint für die klassischen leichten Samen nämlich zu kurz.

Die Suche nach diesen massereichen Samen, durch Objekte wie die Little Red Dots, ermöglicht es somit, die Modelle zur Entstehung der extremsten kosmischen Strukturen zu testen.