Webb maß ein 13 Milliarden Jahre altes Schwarzes Loch — es entstand vor seiner Galaxie

Das Schwarze Loch in der Galaxie Abell2744-QSO1 hat eine Masse von 50 Millionen Sonnen. Alles andere liegt in der Wirtsgalaxie. Dieses Verhältnis widerspricht sämtlichen Modellen, die Astronomen kennen: In jeder heute erforschbaren Galaxie entspricht das zentrale Schwarze Loch einem Bruchteil der gesamten Sternmasse. Hier macht es zwei Drittel davon aus.

Dieses Missverhältnis hat eine präzise Erklärung, die das bisherige Bild der gemeinsamen Entwicklung von Galaxien und Schwarzen Löchern auf den Kopf stellt. Das Team maß die Metallizität der Galaxie — die Konzentration von Elementen schwerer als Wasserstoff und Helium, die Sterne in ihrem Innern erzeugen — und stellte fest, dass sie weniger als ein halbes Prozent des Sonnenwertes beträgt. Dieser nahezu null-Wert bedeutet: Als Webb die Galaxie beobachtete, hatten dort erst wenige Sterne ihr Leben gelebt und geendet. Das Schwarze Loch war bereits gewaltig, während die Galaxie selbst noch kaum entstanden war.

Der Befund ist das Ergebnis einer Methode, die Webb erstmals ermöglicht. Indem das Team die Bewegung und Zusammensetzung des Gases kartierte, das nah am Schwarzen Loch kreist — erhitztes Plasma, das mit messbarer Geschwindigkeit nach innen gesaugt wird —, konnte die von Roberto Maiolino an der Universität Cambridge geleitete Forschungsgruppe die Masse direkt berechnen, ohne auf theoretische Näherungswerte angewiesen zu sein. Es ist die erste direkte Massenmessung eines Schwarzen Lochs aus den ersten einer Milliarde Jahren der Kosmosgeschichte.

LeseempfehlungWebb fand eine Galaxie mit der mehrfachen Masse der Milchstraße — und sie rotiert nicht

Das Standardbild der Kosmologie sieht vor, dass Galaxien und ihre zentralen Schwarzen Löcher über Milliarden von Jahren gemeinsam wachsen, sich gegenseitig durch Verschmelzungen, Gaszuflüsse und Rückkopplungszyklen nährend. Abell2744-QSO1 bricht mit diesem Bild. Die Galaxie ist zu unberührt und zu klein im Verhältnis zu ihrem Schwarzen Loch, als dass beide sich in gleichem Tempo entwickelt haben könnten. Irgendetwas ließ dieses Schwarze Loch früh entstehen — möglicherweise der direkte Kollaps einer massereichen primordialen Gaswolke oder ein Schwarzes Loch aus der ersten Generation gewaltiger Sterne — und die Galaxie wuchs danach darum herum.

Das Ergebnis ist nicht abschließend. Ein einziges Objekt in extremer Entfernung, unter extremen Beobachtungsbedingungen gemessen, reicht nicht aus, um die Theorie der Galaxienentstehung grundlegend umzuschreiben. Das Cambridge-Team weist darauf hin, dass die Messung auf Annahmen über die Geometrie der das Schwarze Loch umgebenden Gasscheibe beruht und dass Webb die kleinsten Skalen nahe dem Ereignishorizont nicht vollständig auflösen kann. Weitere Objekte in vergleichbaren Entfernungen sind erforderlich.

Diese Objekte werden folgen. Webbs laufende Durchmusterungen des frühen Universums, insbesondere in Programmen, die auf bekannte Galaxienverdichtungen wie den Abell2744-Haufen abzielen, werden die notwendige Stichprobe liefern. Maiolinos Team analysiert bereits weitere Kandidaten aus demselben Feld. Die erste direkte Bestandsaufnahme von Schwarze-Loch-Massen aus den ersten einer Milliarde Jahren nach dem Urknall hat begonnen.

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