Astrophysik

Den ersten Schwarzen Löchern erging es nicht gut. Sie waren zu strenger Diät verurteilt. Zu diesem Schluss kommen US-Astrophysiker. Mit detaillierten Computersimulationen erforschten sie das Schicksal des frühen Universums. Ihre Ergebnisse sind eine echte Überraschung.
Ausgangspunkt der Simulationen war ein Zeitpunkt kurz nach dem Urknall. Die Bedingungen in diesem Moment konnten die Wissenschaftler an Hand der kosmischen Hintergrundstrahlung errechnen. Dann bauten sie in ihr Programm die physikalischen Gesetze ein und starteten es.

Nun konnten sie zusehen, wie sich das Ur-Universum langsam entwickelte und älter wurde.
Gaswolken, die vom Urknall übrig geblieben waren, verdichteten sich zu den ersten Sternen. Sie waren riesengroß und extrem heiß. Diese Feuerbälle gaben so viel Energie in Form von Licht ab, dass sie andere Gaswolken in ihrer Umgebung wegstießen. So verschwenderisch konnten die ersten Sterne jedoch nicht lange überleben. Sie erschöpften ihren Brennstoff und brachen dann unter ihrem eigenen Gewicht zusammen: Das war die Geburt der ersten Schwarzen Löcher.

Bisher ging man davon aus, dass die Schwarzen Löcher durch das Einsaugen von Materie sehr schnell wuchsen und schon bald zu gewaltigen, so genanten "supermassiven" Löchern wurden. Aber genau das stimmt nicht.
Da sie zuvor die Gaswolken weggestoßen hatten, befand sich kaum noch Materie in ihrer Nachbarschaft. Sie konnten nicht wachsen, sondern mussten hungern. Statt rasant an Gewicht zuzulegen, nahmen sie im Zeitraum von hundert Millionen Jahren weniger als ein Prozent zu.

Wie aber konnten dann supermassive Schwarze Löcher entstehen?

Die Forscher vom Kavli Institut der Stanford Universität stießen in ihrer Computersimulation auf die Antwort: Als die ersten Schwarzen Löcher Gaswolken einsaugten, entstand Röntgenstrahlung – mit unglaublicher Fernwirkung. Sie erhitzte Gas bis in mehrere hundert Lichtjahre Entfernung. Die zusätzliche Temperatur von einigen tausend Grad Celsius hinderte die Gaswolken daran, sich in Sterne zu verwandeln. So entstanden immer gigantischere Wolken. Letztendlich kollabierten auch sie unter ihrem Gewicht. Was aus ihnen entstand, waren eben jene supermassiven Schwarzen Löcher, die wir heute kennen. Sie entstanden nicht aus Sternen, sondern Gaswolken.

Bildlegende: Das Bild der Computersimulation zeigt die Wechselwirkung eine Schwarzen Loches (weiß) mit Gaswolken in seiner Umgebung (blau). Credit: courtesy of Marcelo Alvarez (KIPAC), Tom Abel (KIPAC) and John H. Wise (NASA).