Die Geheimnisse der Galaxie entschlüsseln

Schwarze Löcher, eingebettet in leuchtende Wasserstoffhüllen. Foto: Anna de Graaff .

Astronomen haben eine neue Theorie über „Schwarze Löcher“ aufgestellt, um mysteriöse helle Flecken im Universum zu erklären. Diese hellen Flecken, LRD (Little Red Dots) genannt, erschienen schon sehr früh in der Geschichte des Universums, doch ihre Natur bleibt ein Rätsel.

Zunächst dachten Wissenschaftler , LRDs seien alte Galaxien mit vielen alten Sternen. Der Grund dafür ist, dass ihr Licht dem Licht längst entwickelter Sterne ähnelt. Ein Team um die Astrophysikerin Anna de Graaff vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Deutschland hat diese Annahme jedoch anhand von Beobachtungen von LRDs mit dem Spitznamen „The Cliff“ in Frage gestellt.

Sie argumentieren, dass Sterne mit einer solchen Helligkeit im frühen Universum nicht entstanden sein können. „Stattdessen schlagen wir vor, dass das plausibelste Modell eine ionisierte Leuchtquelle ist, die durch ein dichtes, absorbierendes Gas in der Umgebung rot gefärbt ist“, schreibt das Team.

Mit anderen Worten: Eine dicke Schicht umgebenden Gases absorbierte das Licht und färbte es rot. Dies führte zu einer starken Balmer-Verwerfung innerhalb der Klippe, einem Merkmal, das zur Altersbestimmung von Sternen oder Galaxien verwendet wird, obwohl viele Menschen fälschlicherweise glauben, dass diese zu alt sind. Die Balmer-Verwerfung ist ein Merkmal im Spektrum, das zur Altersbestimmung einer Galaxie beiträgt.

Junge Galaxien bestehen aus vielen O- und B-Sternen, die viel Licht im kurzen Wellenlängenbereich (blau, violett, ultraviolett) emittieren. Diese Sterne leben nur wenige Millionen Jahre, und wenn sie sterben, verursachen sie einen starken Farbwechsel, ähnlich einem Bruch im Spektrum. Je älter die Galaxie, desto wärmer wird ihre Farbe.

Besonders groß ist die Balmer-Verwerfung von The Cliff. Foto: Anna de Graaff.

Viele LRDs zeigen einen starken Balmer-Bruch, der sich nur 600 Millionen Jahre nach dem Urknall, also vor 13,8 Milliarden Jahren, ereignete. Wissenschaftler glauben, dass dies zu früh im Leben des Universums ist, als dass eine Galaxie einen Zustand erreichen könnte, in dem ältere Sterne dominieren.

Dies hat zu umfangreichen Forschungsarbeiten geführt, um herauszufinden, was diese „kleinen roten Punkte“ im Weltraum eigentlich sind. Die Klippe hingegen stellt eine völlig neue Herausforderung dar, da das Licht 11,9 Milliarden Jahre lang unterwegs war und die ausgeprägteste Balmer-Verwerfung aufweist, die jemals in einem LRD aufgezeichnet wurde.

„Die extremen Eigenschaften von The Cliff zwangen uns, noch einmal ganz von vorne anzufangen und völlig neue Modelle zu entwickeln“, erklärt de Graaff. Mit dieser seltsamen Eigenschaft im Hinterkopf entwickelten die Forscher ein Modell eines sogenannten stellaren Schwarzen Lochs, eines supermassereichen Schwarzen Lochs, das aktiv Materie aus einer Akkretionsscheibe verschluckt und von einer dichten Hülle aus Wasserstoff statt Staub umgeben und gerötet ist.

Diese Struktur ähnelt ein wenig einem Stern, der von überhitztem Plasma umgeben ist. Während normale Sterne aufgrund innerer Fusion leuchten, leuchten Schwarze Löcher, weil das Schwarze Loch Materie verschluckt und das umgebende Gas erhitzt.

Derzeit bedarf diese Hypothese noch weiterer Forschung, um die Existenz, Entstehung und Entwicklung Schwarzer Löcher zu klären. Science Alert ist jedoch davon überzeugt, dass diese Hypothese durchaus plausibel ist und zumindest dazu beitragen wird, das LRD-Problem teilweise zu lösen und gleichzeitig das aktuelle Verständnis der Menschheit über die Entwicklung des Universums aufrechtzuerhalten.

„Mit seinen strengen Einschränkungen, wie etwa seiner relativ geringen Rotverschiebung und den hochwertigen spektroskopischen und photometrischen Beobachtungen, wird The Cliff zu einem idealen Maßstab für zukünftige Studien aktiver Galaxienkerne und Schwarzer Löcher“, schreibt das Team.

Quelle: https://znews.vn/giai-ma-bi-an-ve-thien-ha-post1589001.html