2023 Autor: Bryan Walter | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-24 23:09
Eine Momentaufnahme des hellen Quasars 3C 273 im Sternbild Jungfrau
Laut einem auf arXiv.org veröffentlichten Preprint haben Astronomen ein Schwarzes Loch entdeckt, das schneller wächst als alle heute bekannten Schwarzen Löcher. Alle zwei Tage nimmt es so viel Materie auf, wie die Sonne enthält.
Schwarze Löcher, deren Masse eine Milliarde mal die Sonne übersteigen kann, gab es schon im jungen Universum, als es nur 800 Millionen Jahre alt war (heute ist es 13,8 Milliarden Jahre alt). Gleichzeitig ist es für Astrophysiker immer noch ein Rätsel, wie sie so schnell wachsen konnten - es wird angenommen, dass sie entweder schneller wuchsen als unter normalen Bedingungen, die durch Eddingtons Gleichungen beschrieben werden, oder sie wurden aus massiven Schwarzen Löchern gebildet, die aufgrund von zum direkten Kollaps von Molekülwolken … Heute finden sich solche "frühen" Objekte in Form von Quasaren, wenn sie aktiv Materie absorbieren, wodurch sie sich erwärmt und in verschiedenen Bereichen hell zu emittieren beginnt. Das Studium von Quasaren ist wichtig, um die Physik und Entwicklung des jungen Universums zu verstehen.
Astronomen um Christian Wolf von der Australian National University haben einen sehr hellen Quasar J2157-3602 entdeckt, von dem das Licht etwa 12 Milliarden Jahre lang zur Erde gereist ist. Das Schwarze Loch in seinem Zentrum hat eine Masse von etwa 20 Milliarden Sonnenmassen und wächst alle Millionen Jahre um ein Prozent. Den Forschern zufolge wächst J2157-3602 so schnell, dass es tausendmal heller leuchtet als die Galaxie, in der es sich befindet. „Würde ein solches Monster im Zentrum der Milchstraße platziert, würde es zehnmal stärker leuchten als der Vollmond. Es würde so hell aussehen, dass es alle anderen Sterne überstrahlen würde“, sagt Wolf.
J2157-3602 hat im ultravioletten Bereich eine höhere Leuchtkraft als alle bekannten Quasare, deren Helligkeit nicht durch eine Gravitationslinse verbessert wurde. Wahrscheinlich absorbiert das Schwarze Loch im Zentrum des Quasars Materie so aktiv, dass es der Eddington-Grenze nahe kommt. Es ist bekannt, dass Materie nicht in beliebiger Menge auf ein Schwarzes Loch fallen kann, denn je mehr Materie fällt, desto höher ist seine Temperatur und damit auch der Druck. Wenn sich herausstellt, dass der Druck der inneren Stoffschichten zu groß ist, wird der Stoff aus den äußeren Schichten herausgedrückt und kann nicht auf das Objekt fallen. Die Eddington-Grenze ist in diesem Fall eine bestimmte Grenze, an der die Schwerkraft durch den Druck des erhitzten Gases kompensiert wird.
Außerdem stellen die Forscher fest, dass J2157-3602 nicht nur im ultravioletten, sondern auch im Röntgenbereich emittiert. „Wenn er sich im Zentrum unserer Galaxie befände, wäre das Leben auf der Erde aufgrund der großen Menge an Röntgenstrahlung höchstwahrscheinlich unmöglich“, schlussfolgert Wolf. Dennoch sind solche Objekte für die Wissenschaft von großem Interesse – mit ihrer Hilfe können Astronomen nachvollziehen, welchen Beitrag sie im Zeitalter der Reionisation geleistet haben und wie viele Metalle im frühen Universum vorhanden waren.
Im vergangenen Jahr entdeckten Astronomen einen Quasar, dessen Licht seit mehr als 13 Milliarden Jahren zu uns kommt. In seinem Zentrum befindet sich das am weitesten entfernte heute bekannte Schwarze Loch.
