Supermassereiche Schwarze Löcher befinden sich in den Zentren von Galaxien, die nur wenige Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden sind. Aber wie sie es geschafft haben, in dieser Zeit all ihre kolossale Masse zu gewinnen, ist völlig unbegreiflich.
Woher kommen die größten Schwarzen Löcher im Universum? Einer Hypothese zufolge entstehen sie aus kleineren Löchern, die nach und nach immer größere Mengen an Materie ansaugen. Neue theoretische Studien zeigen jedoch, dass sie in jenen fernen Zeiten, als diese kleinen Löcher auftauchten, einfach nichts zu absorbieren hatten. Woher die größten Schwarzen Löcher kommen, ist also noch unklar
Es ist wahrscheinlich besser, von weitem anzufangen - in jeder Hinsicht. Eines der hellsten Objekte im Universum – Quasare – zeichnet sich durch extrem hohe Leuchtkraft und kleine Winkelabmessungen aus. Die meisten bekannten Quasare befinden sich in der Nähe der Zentren elliptischer Galaxien mit ihren supermassereichen Schwarzen Löchern. Daher wird angenommen, dass Quasare kolossale Strahlungsemissionen sind, die durch Materie entstehen, die in die Tiefen riesiger Schwarzer Löcher fällt, die Milliarden Mal schwerer sind als unsere Sonne. Sie werden (glücklicherweise) in extremer Entfernung von uns beobachtet - so weit, dass sie den Berechnungen zufolge im jungen Universum weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall auftauchten.
Eines der Hauptgeheimnisse supermassiver Schwarzer Löcher ist die Quelle, aus der sie Masse gewinnen. Die populärste Hypothese ist, dass sie aus kleinen „Embryonen“entstehen, schwarzen Löchern mit einer Masse von etwa 100 Sonnen. Und diese Löcher wiederum tauchten nach dem Tod der ersten Generation von Sternen auf, die ihren Ursprung im frühen Universum hatten. Gleichzeitig ist bekannt, dass sich die ersten Sterne erst wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall zu bilden begannen. Das bedeutet, dass sie im Rahmen dieser Hypothese Zeit gehabt hätten zu wachsen, ihren Treibstoff zu verbrennen und zu kollabieren, also den gesamten Zyklus der klassischen Sternentwicklung in extrem kurzer Zeit zu überstehen, was völlig uncharakteristisch ist für Stars, die für uns modern sind. Aber selbst wenn dies der Fall wäre, hätten die „Keim“-Löcher Berechnungen zufolge zu wenig Zeit gehabt, um ihre unglaubliche Größe zu erreichen – jene, die Quasare entzünden.
Und eine aktuelle Studie des Stanford-Astrophysikers Tom Abel und Kollegen hat die Sache nur noch schlimmer gemacht. Tatsache ist, dass Wissenschaftler darin gezeigt haben, dass, wenn "Keim" -Schwarze Löcher aus den ersten Generationen von Sternen entstanden sind, sie damals einfach nichts zu "essen" hatten.
Durch sorgfältige Computersimulationen der ersten Generation von Sternen, von denen angenommen wird, dass sie ziemlich groß und hell sind, haben Wissenschaftler gezeigt, dass die Strahlungsleistung solcher Sterne ausreicht, um Materie schnell von ihnen weg und weiter in den Weltraum zu tragen unzugänglich für ein Schwarzes Loch, das nach Jahrmillionen anstelle des Sterns entsteht. Das neugeborene Schwarze Loch in ihrem theoretischen Experiment war buchstäblich auf Hungerkur. Erst nach 100 Millionen Jahren zog es zumindest etwas Materie an – solche Verluste passen nicht in eine einfache Rechnung, nach der sie in mehreren Milliarden Jahren ihre Masse um ein Vielfaches erhöhen müssen. „Soweit ich das beurteilen kann“, schließt Tom Abel, „können sie keine Vorläufer supermassereicher Schwarzer Löcher sein.“
Einige Wissenschaftler glauben, dass diese Studie indirekt für eine alternative Version der Herkunft dieser kolossalen Objekte spricht. Diese Hypothese legt nahe, dass riesige Wolken aus kosmischem Staub und Gas direkt in der Lage sind, zu einem massiven Schwarzen Loch mit einer Masse von 1.000 bis 1 Million Sonnenmassen zu kollabieren - unter Umgehung der Stufe eines Sterns. Nun, dann ermöglicht das stärkste Gravitationsfeld eines so großen Lochs, dass es schnell die erforderliche Masse erreicht.
Übrigens haben es laut Theoretikern auch heute noch supermassereiche Schwarze Löcher schwer. Nachdem sie alles verschlungen haben, was sie schnell erreichen konnten, verhungern sie wieder - worüber wir jedoch bereits im Artikel "Galactic Piranhas" gesprochen haben.
