James Webb entdeckt drei Schwarze Löcher in einer jungen Galaxie

Drei Schwarze Löcher – verborgen in einem einzigen System Entdeckt wurde das Trio nicht auf einem klassischen Foto. Schwarze Löcher selbst senden schließlich kein Licht aus. Sichtbar wird vielmehr, was in ihrer unmittelbaren Umgebung geschieht.

Das Team um die Astrophysikerin Hannah Übler vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik untersuchte J0148-4214 mit dem NIRSpec-Spektrografen des James-Webb-Teleskops . Dessen Integral-Field-Modus kann für unterschiedliche Positionen innerhalb einer Galaxie gleichzeitig Spektren aufnehmen – gewissermaßen eine Kombination aus räumlicher Karte und chemisch-physikalischem Fingerabdruck.

Im Licht der Galaxie fanden die Forschenden stark verbreiterte Wasserstofflinien. Solche Signale entstehen, wenn Gas mit enormen Geschwindigkeiten in der Umgebung eines Schwarzen Lochs unterwegs ist. Alternative Erklärungen wie Supernovae, starke Sternwinde oder besonders massereiche Sterne wurden geprüft; die Interpretation als drei sogenannte Broad-Line-Regionen um aktive Schwarze Löcher passt den Beobachtungen nach am besten.

Zwei sitzen erstaunlich dicht beieinander Besonders auffällig ist das Zentrum der Galaxie. Dort liegen zwei der Kandidaten in einer projizierten Entfernung von gerade einmal rund 620 Lichtjahren voneinander. Das klingt für irdische Maßstäbe gewaltig, ist für die Zentren zweier massereicher Schwarzer Löcher aber kosmisch gesehen ausgesprochen nah.

Das dritte Schwarze Loch befindet sich weiter außerhalb, rund 5.500 Lichtjahre vom Zentrum entfernt . Seine Position ist besonders spannend, weil sie etwas über die bewegte Vergangenheit der Galaxie verraten könnte.

Auch bei den Massen ist das Trio alles andere als gleichmäßig verteilt: Die Schätzungen liegen bei ungefähr 80 Millionen, 600.000 und zwei Millionen Sonnenmassen . Das kleinere der beiden zentralen Schwarzen Löcher nimmt dabei besonders eifrig Materie auf und könnte zeitweise sogar schneller wachsen, als es einfache Modelle auf Grundlage der sogenannten Eddington-Grenze erwarten lassen.

Ein Schnappschuss aus einer turbulenten Jugend des Universums Heute sitzt im Zentrum großer Galaxien gewöhnlich ein dominierendes supermassereiches Schwarzes Loch. Doch Galaxien entstehen nicht fertig. Sie wachsen, begegnen anderen Galaxien und verschmelzen mit ihnen.

Genau dabei können auch ihre zentralen Schwarzen Löcher einander immer näherkommen und schließlich fusionieren. Das neu entdeckte System könnte uns einen seltenen Zwischenzustand dieses Prozesses zeigen – beinahe wie eine Momentaufnahme aus der Jugendzeit moderner Galaxien.

Für das zentrale Paar schätzen die Forschenden, dass eine Verschmelzung innerhalb von höchstens etwa 700 Millionen Jahren möglich sein könnte. Auch das dritte Schwarze Loch könnte weiter Richtung Zentrum wandern. Eine andere Möglichkeit: Es wurde bei einer früheren Begegnung durch gravitative Wechselwirkungen aus dem Zentrum hinausgeschleudert. Noch lässt sich zwischen diesen Szenarien nicht eindeutig entscheiden.

Eine mögliche Antwort auf das Rätsel der frühen Giganten Seit Jahren stoßen Astronominnen und Astronomen im jungen Universum auf Schwarze Löcher, die für ihr Alter überraschend massereich erscheinen. Schließlich blieb ihnen nach dem Urknall vergleichsweise wenig Zeit zum Wachsen.

J0148-4214 liefert nun einen weiteren möglichen Baustein für die Erklärung: Vielleicht wuchsen manche Schwarze Löcher nicht nur dadurch schnell, dass sie große Mengen Gas verschlangen. Auch wiederholte Verschmelzungen mehrerer Schwarzer Löcher könnten das Wachstum beschleunigt haben. Das Forschungsteam sieht in dem neuen Fund Hinweise darauf, dass Mehrfachsysteme im frühen Universum häufiger gewesen sein könnten als bislang bekannt.

Dabei ist wichtig: Die Studie liefert starke Beobachtungsevidenz für drei aktive Schwarze Löcher – keine direkte Aufnahme dreier Ereignishorizonte. Gerade diese Vorsicht macht das Ergebnis wissenschaftlich interessant: Neue Beobachtungen können die Interpretation künftig weiter prüfen und verfeinern.

James Webb entdeckt, was früher verborgen blieb Fast ebenso spannend wie das Trio selbst ist die Technik dahinter. Ohne die räumlich aufgelöste Spektroskopie von NIRSpec wäre vermutlich nur eines der drei Schwarzen Löcher erkannt worden, schreiben die Forschenden.

Damit zeigt der Fund, wie stark sich unser Blick auf das frühe Universum gerade verändert. Systeme, die früher wie ein einzelner heller Fleck wirkten, lassen sich heute in immer feinere Strukturen zerlegen.

Und genau darin liegt die gute Nachricht dieser Geschichte: Das Universum ist nicht plötzlich komplizierter geworden. Wir sind nur besser darin geworden, seine Geschichte zu lesen.