Die „Little Red Dots“: Supermassereiche Schwarze Löcher in ionisierten Gaskokons
Die Entdeckung der „Little Red Dots“
Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat im frühen Universum eine bisher unbekannte Klasse von Objekten entdeckt: kleine rote Punkte, die als „little red dots“ (LRDs) bezeichnet werden. Diese Objekte sind nur in der Frühphase des Universums nachweisbar, etwa 600 Millionen bis 1,6 Milliarden Jahre nach dem Urknall. Ihre rote Färbung entsteht durch die kosmologische Rotverschiebung, die durch die Ausdehnung des Universums verursacht wird.
Die Rätsel der LRDs
Die Natur der LRDs gibt Wissenschaftlern Rätsel auf. Eine erste Vermutung war, dass es sich um junge Galaxien handelt, die voller leuchtender Sterne sind. Doch diese Theorie passt nicht zu den Beobachtungen: Die LRDs sind zu kompakt und zu leuchtstark, um mit den aktuellen Modellen der Galaxienentwicklung vereinbar zu sein. Eine alternative Theorie sieht in den LRDs wachsende Schwarze Löcher, die als Vorläufer der heutigen supermassereichen Schwarzen Löcher gelten könnten.
Die Rolle des ionisierten Gases
Eine Studie im Fachmagazin Nature liefert eine neue Erklärung: Die LRDs sind extrem massereiche Schwarze Löcher, die in eine dichte Hülle aus ionisiertem Gas eingebettet sind. Diese Gashülle könnte viele der rätselhaften Eigenschaften der LRDs erklären. So sorgt sie beispielsweise dafür, dass die typische Radio- und Röntgenstrahlung aktiver galaktischer Kerne (AGN) blockiert wird. Dadurch erscheinen die LRDs als ungewöhnliche Objekte, die nicht in das klassische Schema passen.
Spektralanalyse und Massenkorrektur
Die Forscher um Vadim Rusakov analysierten die Spektrallinien von zwölf LRDs, insbesondere die H-alpha-Linie von angeregtem Wasserstoff. Sie fanden heraus, dass die Linienverbreiterung nicht durch eine rotierende Akkretionsscheibe, sondern durch Elektronenstreuung in der dichten Gashülle verursacht wird. Diese Erkenntnis ermöglichte es, die Masse der Schwarzen Löcher neu zu berechnen. Die korrigierten Massen liegen zwischen Hunderttausenden und zehn Millionen Sonnenmassen – deutlich weniger als bisher angenommen.
Bedeutung für die Kosmologie
Die neuen Erkenntnisse zu den LRDs haben weitreichende Konsequenzen für das Verständnis der kosmischen Entwicklung. Sie zeigen, dass supermassereiche Schwarze Löcher bereits in der Frühphase des Universums entstanden sein könnten. Zudem passen die korrigierten Massen besser zu den aktuellen Modellen der Kosmologie. Die Studie unterstreicht die Bedeutung des JWST für die Erforschung des frühen Universums und die Notwendigkeit, bestehende Theorien immer wieder zu überprüfen.
