Vor drei Jahren entdeckte das James-Webb-Weltraumteleskop "kleine rote Punkte". Ihre Existenz ist nur von kurzer Dauer, denn sie erscheinen weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall und verschwinden nach zwei Milliarden Jahren fast vollständig.
Um ihre besonders intensive Helligkeit zu erklären, schlugen die Forscher zwei Hauptideen vor: außergewöhnlich sternenreiche Galaxien oder supermassereiche Schwarze Löcher. Beide Szenarien schienen jedoch unwahrscheinlich, da sie die Existenz von Objekten erfordern würden, die zu massereich sind, um sich so früh in der kosmischen Geschichte zu bilden.
Sechs Bilder des James-Webb-Teleskops zeigen 'Kleine Rote Punkte' im frühen Universum.
Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, STScI, D. Kocevski (Colby College)
Um eine Entscheidung zu treffen, analysierte ein Team zwölf dieser Objekte, von denen das jüngste etwa 840 Millionen Jahre nach dem Urknall existierte. Ihre Arbeit, veröffentlicht in
Nature, liefert neue Erkenntnisse, um diese Frage zu klären.
Die Ergebnisse zeigen, dass diese leuchtenden Quellen mehr als 250 Milliarden Sonnen entsprechen, aber weniger als ein Drittel Lichtjahr im Durchmesser messen. Eine solche Kompaktheit macht die Hypothese einer Konzentration von Sternen unmöglich.
Das Spektrum des emittierten Lichts zeigt, dass es von Elektronen in dichten Wolken aus ionisiertem Gas im Zentrum dieser Punkte gestreut wird. Es stellt sich heraus, dass diese Art von Hüllen die meisten Strahlungen einfängt, die in der Nähe Schwarzer Löcher entstehen, und dabei die üblichen Signale wie Röntgenstrahlen oder Radiowellen maskiert.
Die Messung der Geschwindigkeit des Gases, die auf etwa 1,08 Millionen Kilometer pro Stunde geschätzt wird, ermöglicht es den Wissenschaftlern abzuleiten, dass es sich bei den Objekten sehr wahrscheinlich um Schwarze Löcher mit einer Masse zwischen 100.000 und 10 Millionen Sonnenmassen handelt. Diese Werte entsprechen dem, was man von jungen Schwarzen Löchern erwartet.
Dieser Fortschritt ebnet den Weg für ein besseres Verständnis der Entstehung supermassereicher Schwarzer Löcher, sei es durch allmähliches Wachstum oder direkte Bildung.
Wolken aus ionisiertem Gas in der Astronomie
Im Weltraum ist ionisiertes Gas ein Plasma, in dem Atome Elektronen verloren oder gewonnen haben und somit elektrisch geladen sind. Diese Regionen kommen häufig um heiße Sterne oder energiereiche Objekte wie Schwarze Löcher vor.
Diese Wolken können beeinflussen, wie Licht zu uns gelangt. Zum Beispiel streuen sie Strahlung, verändern deren Weg und Intensität. Dadurch entstehen manchmal Maskierungseffekte, die bestimmte charakteristische Emissionen astrophysikalischer Objekte verbergen.
Im Fall der kleinen roten Punkte wirken die Wolken aus ionisiertem Gas wie Kokons, die das Licht einfangen, das in der Nähe der Schwarzen Löcher abgestrahlt wird. Dieser Prozess erklärt, warum die üblichen Signale, wie Röntgenstrahlen, nicht nachgewiesen werden, was diese Objekte schwer identifizierbar macht.
Die Untersuchung dieser Wolken hilft Astronomen, Beobachtungen zu interpretieren und die extremen Umgebungen des Universums besser zu verstehen. Sie spielen eine wichtige Rolle bei vielen kosmischen Phänomenen.
Quelle: Nature