Erster direkter Nachweis eines lange gesuchten Phänomens
Astronomen haben erstmal ein Paar supermassereicher Schwarzer Löcher im jungen Kosmos aufgespürt, die sich einander annähern und in schließlich miteinander verschmelzen werden. Bislang hatten Himmelsforscher erfolglos nach solchen Paaren gesucht. Wie das Entdeckerteam im Fachblatt „Astrophysical Journal Letters“ berichtet, sind die beiden Galaxien, in deren Zentren sich die Schwarzen Löcher befinden, durch eine Brücke aus Gas miteinander verbunden – für die Forscher der Beweis dafür, dass die beiden Systeme tatsächlich verschmelzen und nicht nur zufällig in der gleichen Richtung am Himmel stehen.
Nahezu jede Galaxie – auch unsere Milchstraße – beherbergt in ihrem Zentrum ein Schwarzes Loch mit der millionen- oder gar milliardenfachen Masse unserer Sonne. Bereits einige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren lassen sich in den ersten entstehenden Galaxien supermassereiche Schwarze Löcher nachweisen. Viel dieser Schwarzen Löcher saugen mit ihrer starken Anziehungskraft Gas aus der Umgebung auf und leuchten als helle „Quasare“ im Zentrum ihrer Galaxien auf.
Da das Universum sich seit dem Urknall ausdehnt, also der Abstand zwischen den Galaxien im Laufe der Zeit zunimmt, waren die Galaxien in der Frühzeit des Kosmos viel näher beieinander – und es sollte daher häufig zu Kollisionen und Verschmelzungen gekommen sein. Die Himmelsforscher erwarten deshalb, dass es im jungen Kosmos auch viele Quasar-Paare gibt, die sich einander annähern und schließlich verschmelzen. Doch bislang war die Suche nach solchen Paaren von supermassereichen Schwarzen Löcher erfolglos.
Doch jetzt waren Yoshiki Matsuoka von der Universität Ehime in Japan und seine Kollegen erfolgreich. Mit dem acht Meter großen Gemini-Nord-Teleskop auf Hawaii waren die Forscher auf der Suche nach weiteren Quasaren. „Ich sah mir Aufnahmen von Quasar-Kandidaten an, als mir zwei seltsame, nahe beieinander liegende Objekte auffielen“, berichtet Matsuoka. „Die Entdeckung war tatsächlich reiner Zufall!“
Weitere Beobachtungen mit dem Gemini-Nord-Teleskop sowie mit dem benachbarten Subaru-Teleskop bestätigten schließlich den Verdacht des Forschers: Es handelt sich um zwei eng benachbarte Quasare im jungen Kosmos. Das Licht der Quasare benötigt etwa 12,9 Milliarden Jahre bis zur Erde – damit blicken die Astronomen in eine 900 Millionen Jahre nach dem Urknall liegende Epoche.
Und die Galaxien, in denen sich die hell leuchtenden Objekte befinden, verschmelzen gerade miteinander. Denn die Beobachtungen zeigen eine ausgedehnte Struktur aus Wasserstoff-Gas als Verbindung zwischen den beiden Galaxien. Das ist ein deutliches Indiz dafür, dass die beiden Sternsysteme sich tatsächlich sehr nahe sind und sich bereits gegenseitig mit ihrer Schwerkraft beeinflussen.
„Damit konnten wir erstmals die lange vorhergesagte Verschmelzung von Quasaren in dieser frühen kosmischen Epoche nachweisen“, betont Matsuoka. Die Beobachtungen des Teams zeigen, dass die beiden Schwarzen Löcher jeweils etwa die hundertmillionenfache Masse der Sonne besitzen.
Supermassereiche Schwarze Löcher und ihr Aufleuchten als Quasare spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung des Universums. Bislang ist es ein ungelöstes Rätsel, wie so schnell nach dem Urknall bereits derart massereiche Objekte entstehen konnten. Verschmelzungen könnten bei diesem Prozess von großer Bedeutung sein – deshalb ist es für die Himmelsforscher wichtig, diese Vorgänge aufzuspüren und zu verstehen.
Bildquelle: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick
