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Astronomen finden das älteste supermassive Schwarze Loch im Universum

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Astronomen haben etwa 750.000 Quasare entdeckt, die zu den hellsten und energiereichsten Objekten im Universum gehören. Trotz seiner wenig inspirierenden Bezeichnung unterscheidet sich J0313-1806 von anderen Quasaren. Dieses kürzlich entdeckte Objekt ist das ältester bekannter Quasar im Universum, mit einem supermassiven Schwarzen Loch, das mehr als 13 Milliarden Jahre alt ist. Tatsächlich ist es so alt und riesig, dass Wissenschaftler nicht genau wissen, wie es sich gebildet haben könnte.

Die ersten Quasare wurden Mitte des 20. Jahrhunderts entdeckt, aber erst einige Jahrzehnte später begannen wir zu verstehen, was diese Objekte waren. Ein Quasar ist ein aktiver galaktischer Kern, in dem der Supermassive schwarzes Loch das verankert die Galaxie zieht in Materie, um eine gasförmige Akkretionsscheibe zu bilden. All diese Materie, die kollidiert, während sie sich in das Schwarze Loch windet, setzt einen Strom elektromagnetischer Energie frei, der als Kennzeichen dieser Objekte dient. J0313-1806 zum Beispiel leuchtet 1000-mal heller als unsere gesamte Galaxie.

J0313-1806 ist weit weg – 13,03 Milliarden Lichtjahre um genau zu sein. Das heißt, wir sehen dieses Objekt so, wie es nur 670 Millionen Jahre nach dem Urknall war, und es ist immer noch enorm. Astronomen schätzen, dass J0313-1806 als beobachtetes Alter etwa 1,6 Milliarden Sonnenmassen aufweist. Das ist für ein supermassereiches Schwarzes Loch anderswo im Universum nicht unangebracht, aber sie mussten länger Materie aufsaugen und größer werden. J0313-1806 hätte im frühen Universum keine Zeit haben sollen, so groß zu werden.

Das Team verwendete bodengestützte Instrumente wie das Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) und die Mauna Kea Observatories (MKO), um J0313-1806 im vergangenen Jahr zu erkennen. Es hat den bisherigen Rekordhalter für den ältesten Quasar, der etwa 20 Millionen Jahre jünger ist, vom Platz gestellt. Aktuelle Modelle der Bildung von schwarzen Laderäumen gehen davon aus, dass ein Stern zusammenbricht, um eine Singularität zu bilden, aber die „Samenmasse“ für J0313-1806 hätte mindestens 10.000 Sonnenmassen betragen müssen, um so schnell 1,6 Milliarden zu erreichen.

Das supermassereiche Schwarze Loch M87 wurde 2019 abgebildet.

Die Studie stellt eine Hypothese auf, um die Existenz dieses bizarren Quasars zu erklären, der als direktes Kollaps-Szenario bekannt ist. In diesem Modell war es kein kollabierender Stern, der das supermassereiche Schwarze Loch bildete. Stattdessen kollabierte eine enorme Wolke aus kaltem Wasserstoffgas nach innen und bildete ein viel größeres Schwarzes Loch, als jede Sternquelle produzieren könnte. Dies könnte erklären, warum Astronomen im frühen Universum so viele gigantische Schwarze Löcher sehen.

Leider ist J0313-1806 so weit entfernt, dass wir mit der aktuellen Technologie nicht viel mehr Details erfassen können. Das kommende James Webb-Weltraumteleskop könnte jedoch ausreichend präzise sein, um Objekte wie J0313-1806 abzubilden. Nach vielen Jahren der Verzögerung plant die NASA, das Webb-Teleskop Ende 2021 auf den Markt zu bringen.

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