Webb-Teleskop entdeckt neuartigen Himmelskörper: ein Schwarzes-Loch-Stern

Astronominnen und Astronomen haben mit dem James-Webb-Weltraumteleskop der NASA ein offenbar völlig neuartiges kosmisches Objekt identifiziert: einen „Schwarzes-Loch-Stern“, der die Eigenschaften eines massereichen Schwarzen Lochs mit denen eines Gigantensterns verbindet. Die im Fachjournal Nature veröffentlichte Entdeckung könnte das Verständnis darüber verändern, wie die allerersten Strukturen des Universums entstanden sind.

Eine neue Klasse von Objekten

Das Objekt mit der Bezeichnung MoM-BH*-1 wurde im frühen Universum nur 660 Millionen Jahre nach dem Urknall aufgespürt. Es erscheint in den JWST-Aufnahmen als intensiv leuchtender roter Punkt von etwa der Größe unseres Sonnensystems, strahlt jedoch rund 100 Milliarden Mal mehr Energie ab als ein gewöhnlicher Stern. Das übersteigt bei Weitem das, was durch Kernfusion erzeugt werden kann.notebookcheck+1

„Wir nehmen an, dass sich im Zentrum ein Schwarzes Loch befindet, das 100.000-mal so massereich ist wie die Sonne“, sagte Erstautor Rohan Naidu, NASA Hubble Fellow und Pappalardo Fellow am Kavli Institute for Astrophysics and Space Research des MIT. „Und um dieses Schwarze Loch herum befindet sich eine sehr ausgedehnte Gashülle, die wie ein Stern von der Größe des Sonnensystems aussieht. Es ist riesig.“phys

Das Team entdeckte das Objekt im Rahmen der „Mirage or Miracle“-Durchmusterung (MoM), die nach einigen der frühesten Galaxien des Universums suchte. Spektroskopische Analysen enthüllten den tiefsten Balmer-Sprung, der jemals bei einer Rotverschiebung gemessen wurde, das nahezu vollständige Fehlen von Elementen, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind, sowie eine Helligkeit, die konventionelle Erklärungen durch Sterne ausschließt.dailygalaxy+1

Ein Schwarzes Loch treibt eine sternähnliche Hülle an

Computersimulationen zeigten, dass nur ein Modell, das ein massereiches akkretierendes Schwarzes Loch mit einer enormen Wasserstoffgashülle kombiniert, die außergewöhnliche Helligkeit und die spektralen Merkmale von MoM-BH*-1 reproduzieren konnte. Anders als ein normaler Stern, der durch Kernfusion angetrieben wird, bezieht dieses Objekt seine Energie aus Materie, die in das zentrale Schwarze Loch fällt, während das umgebende Gas für das sternähnliche Erscheinungsbild sorgt.notebookcheck+1

Das Objekt könnte im Laufe von zwei Beobachtungsmonaten zudem um etwa 30 Prozent heller geworden sein, was zu einem wachsenden Schwarzen Loch passt, das sich von umgebender Materie ernährt.dailygalaxy

Rätsel um die kleinen roten Punkte gelöst

Die Entdeckung könnte dabei helfen, eines der größten Rätsel der JWST-Ära zu lösen: die zahlreichen „kleinen roten Punkte“, die in Deep-Field-Aufnahmen des frühen Universums auftauchen, in jüngeren kosmischen Epochen jedoch verschwunden zu sein scheinen. Die Forschenden vermuten, dass es sich bei vielen dieser rätselhaften Quellen um Schwarze-Loch-Sterne handeln könnte, die in frühe Galaxien eingebettet sind.phys+1

„Jeder kleine rote Punkt lässt sich damit erklären, dass es sich um einen Schwarzes-Loch-Stern handelt, der in eine gewöhnliche frühe Galaxie eingebettet ist“, sagte Naidu. „Das Besondere an MoM-BH*-1 ist jedoch, dass der Schwarze-Loch-Stern seine umgebende Wirtsgalaxie im Grunde völlig überstrahlt, sodass wir reines Licht des Schwarzes-Loch-Sterns sehen.“phys