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Ein Schwergewicht im jungen Universum

Grafik zeigt schwarze Kugel, umgeben von einem orangefarbenem Gasstrudel, einige Hintergrundsterne [1] In der Kindheit des Universums bildeten sich verblüffend rasch enorme Materieansammlungen. Einen entsprechenden Beleg in Form eines Schwarzen Lochs von etwa 12 Milliarden Sonnenmassen hat eine internationale Astronomengruppe gefunden. Bereits zu einer Zeit, als das Universum gerade erst durchsichtig für sichtbares Licht geworden war, strahlte das Objekt billionenfach heller als die Sonne.

Grafik: Zhaoyu Li (Shanghai Astronomical Observatory)

Gemessen an seiner Rotverschiebung, hat das Licht aus der Umgebung des Schwarzen Lochs rund 12,9 Milliarden Jahre für den Weg zur Erde gebraucht, berichten die Forscher um Xue-Bing Wu von der Peking-Universität im Magazin „Nature“. Die imposante Massekonzentration bestand also schon 0,9 Milliarden Jahre nach dem Urknall. „Wie ein derart großes Schwarzes Loch so rasch entstehen kann, ist mit aktuellen Theorien nur schwer zu erklären“, sagt Fuyan Bian von der Australian National University, einer der beteiligten Forscher.

Wu, Bian und Kollegen machten ihren Fund, als sie die Daten aus drei großen Himmelsdurchmusterungen miteinander kombinierten. Dabei stießen sie auf ein Objekt, das im Sternbild der Fische liegt, jedoch millionenfach weiter von der Erde entfernt ist als die hellsten Gestirne dieser vertrauten Konstellation: Seine Strahlung ist während ihrer Reise allein durch die Ausdehnung des Raumes auf das 7,3-Fache ihrer ursprünglichen Wellenlänge gestreckt worden. Selbst die typische optische Signatur von Wasserstoffatomen, eigentlich im kurzwelligen Ultraviolett gelegen, ist dadurch ins langwellige Infrarot gewandert.

Dass das Objekt angesichts seiner Entfernung überhaupt sichtbar ist, spricht bereits für seine extreme Leuchtkraft. Tatsächlich ergaben weitere Beobachtungen mit Teleskopen in verschiedenen Teilen der Welt, dass es rund 400 Billionen Mal so leuchtstark ist wie die Sonne. Daher kann es sich nur um einen Quasar handeln – ein Schwarzes Loch im Zentrum einer großen Galaxie, das sich mit einem Strudel erhitzter, hell leuchtender Materie umgibt.

Zwar kenne man einige weiter entfernte Quasare und auch solche mit ähnlich großer Leuchtkraft, schreiben Wu, Bian und Kollegen. Die Kombination beider Extrema und zudem die große Masse machten den neu entdeckten Quasar mit der Kurzbezeichnung SDSS J0100+28 jedoch zu einem einzigartigen Forschungsobjekt.

Forschung: Xue-Bing Wu und Feige Wang, Department of Astronomy, School of Physics, und Kavli Institute for Astronomy und Astrophysics, Peking University; Fuyan Bian, Mount Stromlo Observatory, Australian National University, Weston Creek; und andere

Veröffentlichung Nature, Vol. 518, 26. Februar 2015, pp 512–5, DOI 10.1038/nature14241 [2]

WWW:
Kavli Institute, Peking University [3]
Homepage Xue-Bing Wu [4]
Black Holes, Quasars and Active Galaxies [5]
Durchmusterung [6]

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Astronomen sehen sechsfach [7]
Ein Dia des jungen Universums [8]
Frühe Galaxie im kosmischen Nebel [9]