Künstlerische Darstellung eines Quasars - eine orange-rot glühende Scheibe dreht sich um ein schwarzes Loch im Zentrum, das einen senkrecht zu Scheibe stehenden lilafarbenen Strahl aussendet.
Ein Quasar: ein supermassereiches Schwarzes Loch, umgeben von einer Akkretionsscheibe aus heißer Materie. Astronomen haben den fernsten bisher bekannten Quasar gefunden und die Beobachtungsdaten genutzt, um Informationen über das frühe Universum zu erhalten. Bildrechte: Carnegie Institution for Science/Max-Planck-Institut für Astronomie

13 Milliarden Lichtjahre Astronomen entdecken das bislang fernste schwarze Loch im Universum

Ein internationales Forscherteam hat einen mehr als 13 Milliarden Lichtjahre entfernten Quasar entdeckt: ein schwarzes Loch, umgeben von einer leuchtenden Gas-Scheibe. Dieser Quasar gibt mehr Informationen über das Universum kurz nach der Entstehung.

von Johannes Schiller

Künstlerische Darstellung eines Quasars - eine orange-rot glühende Scheibe dreht sich um ein schwarzes Loch im Zentrum, das einen senkrecht zu Scheibe stehenden lilafarbenen Strahl aussendet.
Ein Quasar: ein supermassereiches Schwarzes Loch, umgeben von einer Akkretionsscheibe aus heißer Materie. Astronomen haben den fernsten bisher bekannten Quasar gefunden und die Beobachtungsdaten genutzt, um Informationen über das frühe Universum zu erhalten. Bildrechte: Carnegie Institution for Science/Max-Planck-Institut für Astronomie

Schwarze Löcher gehören zu den unglaublichsten Dingen in unserem Universum, auch für den Physiker Jan Kantelhardt: "Das ist etwas, was man sich nicht vorstellen kann und deshalb sucht man nach Erklärungen."

Kantelhardt bildet an der Martin-Luther-Universität in Halle Astronomie-Lehrer aus. Sie lernen, Schülern die komplexen Zusammenhänge zwischen Raum und Zeit zu erklären. Manchmal hilft dabei ein Trampolin. "In der Mitte steht ein Kind und macht eine Delle in das Tuch. Wenn man jetzt eine Kugel auf dem Tuch rollen lässt, wird die Kugel abgelenkt. Sie rollt nicht einen geraden Weg, sondern landet irgendwann an der Stelle, wo das Kind steht." So ähnlich ist es auch bei einem Schwarzen Loch. Es krümmt die Raumzeit und das Licht. Im Zentrum wird alles verschluckt. Das Schwarze Loch selbst können die Wissenschaftler also gar nicht sehen.

Anders ist das bei einem Quasar, wie ihn die Forscher nun entdeckt haben, so weit entfernt von der Erde, wie nie zuvor. Ein Quasar – das ist vereinfacht gesagt ein Schwarzes Loch, umgeben von einer Scheibe aus sehr, sehr heißem Gas. So hell wie 40 Billionen Sonnen.

Die Distanz zwischen uns und dem Quasar ist unvorstellbar groß. Sein Licht erreicht die Erde erst nach 13 Milliarden Jahren. Was die Forscher jetzt messen, zeigt den Quasar also vor langer, langer Zeit, erklärt Bram Venemans, einer der Entdecker.

So wir können ein bisschen in die Vergangenheit gucken. Und dann sehen: Ah, das Universum war, vor einer Milliarde Jahre sah es so aus. Das können wir vergleichen mit dem was wir jetzt sehen. Wir können die Vergangenheit des ganzen Universums beobachten und lernen wie alles entstanden ist.

Bram Venemans, Max-Planck-Institut für Astronomie

Mal angenommen, das Universum wäre ein Mensch und heute 100 Jahre alt. Dann könnten die Wissenschaftler nun sehen, wie dieser Mensch als Fünfjähriger war.

Über diese Kindheit des Universums gibt es viele Theorien. Einige werden durch die aktuelle Entdeckung in Frage gestellt. Zum Beispiel ist das Schwarze Loch im Zentrum des jetzt entdeckten Quasars deutlich größer, als man in dieser frühen Phase erwartet hätte. Wie konnte es so schnell wachsen? Auch deutet das Licht darauf hin, dass es in der entdeckten Galaxie bereits sehr viele schwere Elemente gibt, Metalle oder Kohlenstoff zum Beispiel. Zu Beginn des Universums kam jedoch die meiste Materie als Wasserstoffatome vor. Wie konnten die in so kurzer Zeit zu schweren Atomen verschmelzen? Die Forscher sind sich jetzt bereits sicher: Der neu entdeckte Quasar wird noch viele Jahre genau untersucht werden müssen.

Auch wenn für den aktuellen Fund mehrere Jahre systematische und intensive Suche nötig waren, hofft Venemans, der am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg arbeitet, noch weitere Quasare zu finden. Leicht wird das nicht. "Wenn sie kleiner sind, sind sie auch schwächer und geben weniger Licht ab. Deshalb sind sie schwieriger zu entdecken."

Den neu entdeckten Rekord-Quasar will Jan Kanthelhardt aus Halle in der nächsten Uni-Vorlesung vorstellen. Er weiß, wie sehr auch die angehenden Lehrer von den Eigenschaften der Schwarzen Löcher fasziniert sind: "Es ist nicht nur Licht, das nicht nach draußen kommt. Sondern es kommt gar nichts raus. Unterhalb eines gewissen Abstands vom Schwarzen Loch bekommen wir keine Informationen, wie es da aussieht. Man weiß es einfach nicht."

Dieses Thema im Programm: MDR AKTUELL | 13. Dezember 2017 | 10:25 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 14. Dezember 2017, 11:56 Uhr