Astronomen sind zu dem Schluss gekommen, dass supermassive Schwarze Löcher im Inneren großer Galaxien früher erschienen als die Galaxien um sie herum.
Die Entdeckung wurde anscheinend anhand indirekter Daten gemacht: Wissenschaftler haben bereits vier Galaxien entdeckt, die zu den frühesten Jahren der Existenz des Universums gehören, in denen die bekannte Korrelation zwischen der Masse der Galaxie selbst und der Masse des supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum wird nicht beobachtet. Die vernünftigste Erklärung dafür ist, dass Schwarze Löcher existierten, bevor Galaxien allmählich um sie herum „wuchsen“.
In den letzten Jahren wurde allgemein angenommen, dass Löcher und ihre Galaxien in ständiger Wechselwirkung wuchsen: Mit zunehmender Masse der Galaxie könnten die Löcher immer mehr Materie ansaugen, sich selbst vergrößern und wiederum mehr und mehr anziehen mehr Materie für die Galaxie. Je größer das Loch wird, desto stärker strahlt seine Umgebung, wo die Materie, die in seine Eingeweide fällt, sich dreht, beschleunigt und aufheizt. Seine Strahlung stimuliert einerseits die Geburt von Sternen in der Galaxie und verhindert andererseits, dass sie zu aktiv wird und das interstellare Gas und den Staub erhitzt. Das Wachstum und die Entwicklung der Galaxie und ihres Lochs scheinen "Tandem" zu sein.
Diese ungefähre Beschreibung wird auch durch die Daten bestätigt, die bei der Untersuchung benachbarter Galaxien gewonnen wurden. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass die zentralen Sternhaufen, die das supermassereiche Schwarze Loch umgeben, selbst etwa 700-mal mehr wiegen (wie solche Schwarzen Löcher „wiegen“, lesen Sie in unserem Artikel „Das Gewicht eines Lochs“). Dieses Verhältnis wird für viele bekannte Galaxien unterschiedlicher Größe und unterschiedlichen Alters beobachtet.
„Das Fortbestehen dieser Beziehung“, erklärt Astronom Dominik Riechers, „zeigt, dass sich das Loch und der Zentralhaufen gegenseitig beeinflussen. Aber immer noch ist nicht klar, welcher von ihnen primär ist und ob zuerst ein Loch oder eine Ansammlung von Sternen auftauchte, oder vielleicht haben sie sich gleichzeitig gebildet, und seitdem haben sie ein stabiles Verhältnis ihrer Massen beibeh alten.
Nun, die Art und Weise, wie man in die allerersten Jahre der Existenz des Universums blickt, ist bekannt: so weit wie möglich zu schauen, in jene Bereiche, aus denen das Licht seit vielen Milliarden Jahren kommt, bis zu den entferntesten Galaxien von uns. Es ist klar, dass es nicht einfach ist, solche Objekte zu beobachten, aber selbst in dieser Entfernung sind Quasare leichter zu sehen als Sterne. Quasare werden oft mit supermassereichen Schwarzen Löchern in Verbindung gebracht (weiterlesen: „Quasarherzen von Galaxien“) und sind Objekte mit sehr hoher Leuchtkraft und geringer Größe – sie können auch jene Gas- und Staubwolke aus Materie bezeichnen, die in die Tiefe eines schwarzes Loch. Im Herbst ist die Materie so heiß, dass sie sehr stark zu strahlen beginnt, und dieses Licht ist leichter zu sehen als das Licht der hellsten Sterne.
Leider hat dieses Phänomen auch eine Kehrseite: Quasare sind zu hell, sie "überstrahlen" die Sterne selbst, was bedeutet, dass Sie ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie beobachten können, aber nicht um es selbst zu sehen! Um diese Schwierigkeit zu überwinden, verwendeten Wissenschaftler unter der Leitung von Chris Carilli (Chris Carilli) mehrere astronomische Instrumente gleichzeitig. Mit Hilfe eines Radioteleskops untersuchten sie Quasare, die in diesem Teil des Spektrums besonders gut sichtbar sind, und in anderen Teilen des Spektrums beobachteten sie selbst die Sterne ferner Galaxien.
Die von Wissenschaftlern ausgewählten Objekte stammen aus einer Zeit, als das Universum etwa 2 Milliarden Jahre alt war. Und vier Galaxien zeigten eine seltsame Abweichung: Das Verhältnis der Masse ihrer Schwarzen Löcher zur Masse des zentralen Sternhaufens betrug nur 1/30 und überhaupt nicht 1/700 (schwarze Löcher selbst, so die Wissenschaftler, in allen 4 Galaxien wogen etwa 1 Milliarde Sonnen).
Dies besagt laut Carilli und seinen Kollegen ganz eindeutig, dass Schwarze Löcher zuerst entstanden sind und die Galaxien um sie herum erst im Laufe der Zeit allmählich das nötige Gewicht gewonnen haben. Aber es bleibt unklar, was dieses Wachstum irgendwann stoppt.
Noch mysteriöser ist die Frage, woher die supermassereichen Schwarzen Löcher selbst stammen: Man kennt die entsprechenden Quasare, die weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall im Universum auftauchten. Dies bedeutet, dass diese Giganten nicht sehr lange Zeit für die allmähliche Bildung hatten. Einer Version zufolge wurden sie aus den kollabierten riesigen (Hunderte von Sonnen) Sternen der ersten Generationen gebildet. Aber diese Sterne erschienen erst einige hundert Millionen Jahre nach der Entstehung des Universums!
All dies lässt supermassereichen Schwarzen Löchern sehr wenig Zeit zum Wachsen – und wirft für Wissenschaftler noch schwierigere Fragen über das Erscheinen dieser Zyklopen des modernen Universums auf, die zu allem fähig sind. Es genügt, an das beispiellose Spektakel zu erinnern, das heute am Himmel beobachtet wird: Ein solches Loch verschlingt langsam eine ganze Nachbargalaxie. Lesen Sie: Galaktischer Kannibalismus.
