Erneuter Blick zeigt veränderte Schwarze Löcher

Es gehört zu den ikonischsten Aufnahmen unseres Universums: Das Hubble Ultra-Deep Field. Jetzt haben Forschende die Galaxien aus den früheren Bildern erneut mit dem Hubble-Teleskop untersucht. Über die ersten Ergebnisse berichten sie im Fachblatt „The Astrophysical Journal Letters“. Demnach habe es im frühen Universum ähnlich viele supermassereiche Schwarze Löcher gegeben wie heute.

Das Hubble Ultra-Deep Field besteht aus Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops aus den Jahren 2003 und 2004. Es zeigt das Licht von mehr als 10 000 Galaxien zu einer frühen Phase des Kosmos – weniger als eine Milliarde Jahre nach dem Urknall. Bis zum Jahr 2012 war es sogar der tiefste Blick ins All. Von der gleichen Himmelsregion haben Forschende in den Jahren 2009 und 2012 mit dem Hubble-Teleskop auch Infrarotstrahlung aufgenommen – und sogar noch mehr und noch ältere Galaxien gefunden.

Jetzt, rund 15 Jahre später, wiederholten Matthew Hayes von der Universität Stockholm und sein Team die Infrarotmessungen – auf der Suche nach möglichen Veränderungen der ursprünglichen Galaxien. Hierzu verglichen sie, wie hell die Himmelsobjekte auf den beiden Aufnahmen leuchteten und ob Objekte in nur einem der Bilder zu sehen waren.

Vom Licht aus Galaxienzentren zur Anzahl Schwarzer Löcher

Und tatsächlich: Von insgesamt 71 Objekten hatte sich die Helligkeit verändert. Davon charakterisierten die Astrophysikerinnen und -physiker zunächst acht näher. Zwei davon identifizieren sie definitiv als aktive Galaxienkerne, drei weitere sind wahrscheinliche Kandidaten dafür und drei der Objekte stellten sich als Supernovae heraus. Aktive Galaxienkerne sind supermassereiche Schwarze Löcher im Zentrum von Galaxien, die ungewöhnlich viel Strahlung aussenden. Dort sammelt sich Materie, die sich durch Reibung aufheizt und extrem hell strahlt.

Illustration eines aktiven Galaxienkerns

Anhand ihrer Daten ermittelten Hayes und sein Team, wie viele Schwarze Löcher es in jener frühen Phase des Universums mindestens gegeben hatte. Wie sich herausstellte, waren Schwarze Löcher damals ebenso häufig wie heute. Damit ließen sich aktuelle Theorien zur Entstehung Schwarzer Löcher testen, so die Forschenden.

Es handelt sich um erste Ergebnisse, sodass vermutlich noch mehr Resultate und weitere Studien folgen werden. Um aktive Galaxienkerne und die Entwicklung supermassereicher Schwarzer Löcher noch besser zu verstehen, schlagen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch weitere Messungen vor: sowohl solche mit größerem Zeitabstand als auch Beobachtungen mit dem James-Webb-Teleskop, das über eine noch höhere Auflösung verfügt.