Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat den bisher stärksten Beweis dafür geliefert, dass ein supermassereiches Schwarzes Loch aktiv mit einer atemberaubenden Geschwindigkeit von 2,2 Millionen Meilen pro Stunde (3,6 Millionen km/h) aus seiner Heimatgalaxie flieht. Diese Entdeckung, die derzeit einem Peer-Review zur Veröffentlichung in The Astrophysical Journal Letters unterzogen wird, bestätigt jahrzehntelange theoretische Vorhersagen über diese seltenen kosmischen Ereignisse. Der Befund bietet einen kritischen Einblick in die chaotische Dynamik der Galaxienentwicklung und die extremen Wechselwirkungen zwischen supermassiven Schwarzen Löchern.
Die Jagd nach einem kosmischen Gesetzlosen
Astronomen identifizierten das mögliche außer Kontrolle geratene Schwarze Loch erstmals im Jahr 2023 und entdeckten einen ungewöhnlichen Sternstrom in Archivbildern des Hubble-Weltraumteleskops. Folgebeobachtungen mit dem Keck-Observatorium enthüllten ein Schwarzes Loch mit einer Sonnenmasse von 20 Millionen, das eine 200.000 Lichtjahre lange Spur neu gebildeter Sterne hinterließ – eine Spur, die doppelt so groß ist wie der Durchmesser der Milchstraße. Diese Spur ist von entscheidender Bedeutung: Sie zeigt, dass sich das Schwarze Loch nicht einfach isoliert gebildet hat, sondern sich aktiv durch den Weltraum bewegt hat und dabei Gas mit sich gezogen hat.
Die Mittelinfrarot-Bildgebung des JWST lieferte den endgültigen Beweis: Eine deutliche Stoßwelle oder Bugstoßwelle bildete sich an der Vorderkante des austretenden Schwarzen Lochs. Diese Schockwelle ähnelt dem Kielwasser hinter einem rasenden Schiff, wobei das Schwarze Loch als unsichtbares Schiff fungiert und Gas und Staub vor sich her schiebt.
„Alles an diesem Objekt sagte uns, dass es etwas ganz Besonderes war, aber diese klare Signatur in den Daten zu sehen, war unglaublich befriedigend“, sagte der leitende Studienautor Pieter van Dokkum, Professor für Astronomie und Physik an der Yale University.
Wie entkommen Schwarze Löcher?
Supermassive Schwarze Löcher (SMBHs) befinden sich typischerweise in den Zentren von Galaxien und werden von immensen Gravitationskräften an Ort und Stelle gehalten. Um zu entkommen, muss ein außergewöhnliches Ereignis eintreten. Die aktuell führende Theorie geht davon aus, dass heftige Wechselwirkungen zwischen mindestens zwei SMBHs – jeweils mit einer Masse von mehr als 10 Millionen Sonnen – einen „Kick“ erzeugen können, der stark genug ist, um einen von ihnen herauszuschleudern.
Das beobachtete außer Kontrolle geratene Schwarze Loch ist wahrscheinlich das Ergebnis einer solch chaotischen Begegnung. Das bedeutet, dass Galaxien ihr zentrales SMBH verlieren können, was ihre zukünftige Entwicklung auf unvorhersehbare Weise verändert. Die Heftigkeit dieser Wechselwirkungen wäre immens gewesen und hätte die sie umgebende galaktische Umgebung verändert.
Zukünftige Forschung und offene Fragen
Während dies das erste bestätigte außer Kontrolle geratene SMBH ist, vermuten Astronomen, dass es noch weitere gibt. Ein vielversprechender Kandidat ist die „Kosmische Eule“, ein rätselhaftes System in etwa 11 Milliarden Lichtjahren Entfernung. Die Kosmische Eule besteht aus zwei galaktischen Kernen, die jeweils ein aktives SMBH beherbergen, zusammen mit einem dritten SMBH, der in einer Gaswolke dazwischen eingebettet ist. Der Ursprung dieses dritten Schwarzen Lochs bleibt unklar. Einige Forscher vermuten, dass es einer der Wirtsgalaxien entkommen ist, aber JWST-Beobachtungen von van Dokkums Gruppe deuten darauf hin, dass es in situ durch den direkten Kollaps von Gas entstanden sein könnte, nachdem die Galaxien beinahe kollidiert wären.
Die Entdeckung außer Kontrolle geratener Schwarzer Löcher vertieft unser Verständnis der galaktischen Entwicklung. Durch die Untersuchung dieser Ausreißer können Wissenschaftler die Dynamik von Verschmelzungen Schwarzer Löcher, Galaxieninteraktionen und das langfristige Schicksal galaktischer Strukturen besser modellieren. Die Fähigkeit des JWST, diese Phänomene in beispielloser Detailgenauigkeit zu beobachten, verspricht, weitere Geheimnisse über die energiereichsten Prozesse des Universums zu enthüllen.
