Nachbarschaft eines Schwarzen Loches

Marcelo Alvarez von der Stanford University in Kalifornien und seine Kollegen spielten das frühe Universum in ihrem Computer nach, ausgehend von Beobachtungen der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung – diese liefern ein Abbild der Struktur im frühen Kosmos. Dann ließen sie die Physik walten: Gas ballte sich hier und dort zusammen und die ersten Sterne entstanden. Am Ende ihres kurzen Lebens dürften viele von ihnen zu den ersten Schwarzen Löchern kollabiert sein, erklären die Forscher.

Hineingeboren wurden sie in die Leere, denn zu Lebzeiten hatte ihr Vorgängerstern Gas und Staub mit seiner intensiven Strahlung aus der Nachbarschaft vertrieben. Nur gelegentlich verirrte sich der Simulation zufolge "Essbares" in greifbare Nähe des Massemonsters. Genug jedoch, um große Mengen an Röntgenstrahlung auszusenden und selbst noch bis zu 10 000 Lichtjahre entferntes Gas auf mehrere tausend Grad aufzuheizen.

In der Folge dehnte sich das Gas (auf obigem Bild blau) aus, anstatt in den Schlund des Massemonsters (weißer Kreis) zu fallen. Aus diesem Grund können die ersten Schwarzen Löcher in mehr als 100 Millionen Jahren nur um weniger als ein Prozent zugenommen haben, schließen die Wissenschaftler. Damit sei es unwahrscheinlich, dass diese ersten Schwarzen Löcher direkt zu den supermassereichen Exemplaren anwuchsen, die rund eine Milliarde Jahre später auftauchen.

Die Röntgenstrahlen sorgten aber auch dafür, dass sich im Wirkungsbereich des Schwarzen Loches keine Sterne bilden konnten – für Zehntausende, vielleicht sogar Hunderte von Millionen von Jahren, berichten Alvarez und sein Team. Sie spekulieren, dass die Gaswolken dadurch deutlich größer wurden als üblich. Möglicherweise stürzten diese dann eines Tages unter ihrem enormen Gewicht zu einem supermassereichen Schwarzen Loch zusammen.

Alvarez, M. A. et al.: Accretion onto the First Stellar-Mass Black Holes . In: Astrophysical Journal Letters 701, L133-L137, 2009.