Austin. Rebecca Larson von der Universität Austin im US-Bundesstaat Texas ist außer sich vor Freude. „Hier ist eine Aufnahme, die mich zum Weinen gebracht hat“, schreibt die Astrophysikerin bei Twitter. Darunter zu sehen sind vier Bildausschnitte, die einen verschwommenen Lichtpunkt in der Dunkelheit zeigen. Was für Laien nur wenige Rückschlüsse zulässt, ist für die Wissenschaft eine bahnbrechende Entdeckung: Gemeinsam mit einem Team aus mehr als 50 Forschenden hat Larson das älteste aktive schwarze Loch im Universum ausfindig gemacht, das bisher gefunden wurde. Die Studie des Forscherteams wurde bei der Zeitschrift „Astrophysical Journal“ zur Veröffentlichung eingereicht.

Weit entferntes schwarzes Loch aus den Anfängen des Universums

Möglich machte die Entdeckung das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) der US-Weltraumbehörde Nasa, das den Weltraum im infraroten Lichtspektrum betrachtet. Die Aufnahmen enthüllen ein supermassereiches schwarzes Loch, das aktiv wächst, indem es Masse aus dem Raum um sich herum aufsaugt. Das schwarze Loch hat eine Masse, die zehn Millionen Mal so groß ist wie die der Sonne. Für ein schwarzes Loch ist es damit relativ klein. Zum Vergleich: Das vor Kurzem entdeckte bisher größte schwarze Loch hat mehr als 30 Milliarden Sonnenmassen.

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Bei dem jetzigen Fund handelt es sich dagegen um den am weitesten entfernten aktiven galaktischen Kern und damit um das früheste bisher entdeckte schwarze Loch, so Larson gegenüber dem Magazin „Science Alert“. Es hat bereits 570 Millionen Jahre nach dem Urknall existiert, also vor über 13,2 Milliarden Jahren.

Eine Stunde Beobachtung reichte aus

Den Fundort, die Galaxie CEERS_1019, hatte bereits der Vorgänger des JWST, das Hubble-Teleskop, im Jahr 2015 lokalisiert. Es handelte sich damals um die früheste und am weitesten entfernte beobachtete Galaxie. Genauere Informationen zu erlangen war aber mithilfe des Hubble-Teleskops schwierig: Das früheste Licht im Universum hat sich durch die Expansion des Universums so weit ins infrarote Spektrum verschoben, dass es ein spezielles Infrarotteleskop braucht, um es zu untersuchen. Erst durch das James-Webb-Teleskop wurde das möglich.

Durch das neue Teleskop erschien CEERS_1019 als die hellste Galaxie aus der Epoche der ersten Milliarde Jahre nach dem Urknall. Das machte sie zum interessanten Beobachtungsziel. Man habe deshalb alle vier Instrumente des James-Webb-Teleskops auf die Galaxie gerichtet, erklärt die Astrophysikerin. Eine Stunde lang blickte das Teleskop auf CEERS_1019 und konnte dabei eine große Fülle an Daten sammeln.

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Hoffnung auf neue Erkenntnisse über Anfangszeit des Universums

Larson untersuchte die Galaxie zunächst im Rahmen ihrer Forschung über Licht im frühen Stadium des Universums, das bei der Entstehung von neuen Sternen ausgesendet wird. Bei der Betrachtung der Daten entdeckte die Astrophysikerin jedoch auch Lichtemissionen, die normalerweise von einem aktiven galaktischen Kern, also einem schwarzen Loch, stammen. Für die Forschenden war das eine Überraschung, denn normalerweise kann man bei Galaxien aus dem frühen Universum nur entweder das Licht eines galaktischen Kerns oder das der Sternenentstehung messen. Bei CEERS_1019 waren aber beide Lichtquellen zu sehen.

Die Entdeckung des schwarzen Lochs könnte dabei helfen, eine der großen Fragen über die Anfänge des Universums zu beantworten: wie die schwarzen Löcher im frühen Stadium des Kosmos mit großer Geschwindigkeit zu großer Masse heranwachsen konnten. Die Forschenden gehen davon aus, dass es sich bei dem Fund um eine Art Vorläufer handeln könnte, aus dem später die deutlich massereicheren Galaxien und schwarzen Löcher entstanden sind.