Astronomen haben zum ersten Mal definitiv ein supermassereiches Schwarzes Loch beobachtet, das aus seiner Galaxie ausgestoßen wird und sich mit einer erstaunlichen Geschwindigkeit von 2,2 Millionen Meilen pro Stunde (1.000 Kilometer pro Sekunde) bewegt. Die mit dem James Webb Space Telescope (JWST) gemachte Entdeckung bestätigt ein zuvor theoretisches Phänomen: Schwarze Löcher können gewaltsam aus den Gravitationsklammern ihrer Wirtsgalaxien vertrieben werden. Dieses ausgestoßene Schwarze Loch mit einer Masse, die zehn Millionen Mal so groß ist wie unsere Sonne, rast durch das Galaxienpaar „Kosmische Eule“ und hinterlässt eine sichtbare Spur gestörter Materie.
Die erste bestätigte Flucht
Das außer Kontrolle geratene Schwarze Loch wurde erstmals 2023 mit dem Hubble-Weltraumteleskop identifiziert. Der Schlüssel war ein eigenartiger Lichtstreifen, der durch keinen bekannten Mechanismus erklärt werden konnte … bis jetzt. JWST-Beobachtungen haben bestätigt, dass es sich bei diesem Streifen tatsächlich um eine Schockwelle handelt, die durch die extreme Geschwindigkeit des Schwarzen Lochs verursacht wird. Es schiebt einen galaxiengroßen „Bogenstoß“ aus Materie vor sich her und zieht gleichzeitig einen 200.000 Lichtjahre langen Schweif hinter sich her, in dem sich Gas ansammelt und die Sternentstehung auslöst.
„Die Kräfte, die nötig sind, um ein so massereiches Schwarzes Loch zu vertreiben, sind enorm, dennoch wurde vorhergesagt, dass es zu solchen Fluchten kommen würde“, sagt Pieter van Dokkum von der Yale University, der Teamleiter. Dieses Schwarze Loch ist derzeit 230.000 Lichtjahre von seiner ursprünglichen Heimatgalaxie entfernt.
Wie werden Schwarze Löcher zu Ausreißern?
Die wahrscheinlichste Erklärung ist, dass das Schwarze Loch während einer galaktischen Kollision ausgestoßen wurde. Wenn zwei Galaxien verschmelzen, werden ihre zentralen supermassiven Schwarzen Löcher schließlich spiralförmig aufeinander zulaufen. Es gibt im Wesentlichen zwei Möglichkeiten, wie dies zu einem Auswurf führen kann:
- Verschmelzung von Schwarzen Löchern: Die beiden Schwarzen Löcher kollidieren und setzen intensive Gravitationswellen frei, die dem resultierenden kombinierten Schwarzen Loch einen massiven „Kick“ verleihen. Dieser Tritt kann stark genug sein, um ihn vollständig herauszuschleudern.
- Dreikörper-Wechselwirkung: Wenn eine der Galaxien bereits ein binäres Schwarzes-Loch-System enthält, destabilisiert das einfallende Schwarze Loch aus der anderen Galaxie das System. Eines der drei Schwarzen Löcher wird dann gewaltsam herausgeschleudert.
Das Team glaubt, dass das erste Szenario – eine Fusion, gefolgt von einem kraftvollen Tritt – die wahrscheinlichste Ursache für diesen besonderen Ausreißer ist.
Die Stoßwelle und Sternentstehung
Die extreme Geschwindigkeit des Schwarzen Lochs komprimiert das umgebende Gas zu einer Schockwelle und löst in ihrem Sog die Sternentstehung aus. Dieser Prozess erzeugt eine Spur neuer Sterne mit einer Gesamtmasse, die etwa 100 Millionen Mal so groß ist wie die unserer Sonne. Die Entdeckung enthüllt einen völlig neuen Mechanismus der Sternentstehung: Sterne entstehen in einem scheinbar leeren Raum, weit entfernt von jeder Galaxie.
Was das für die Zukunft bedeutet
Galaktische Verschmelzungen kommen häufig vor, was bedeutet, dass auch außer Kontrolle geratene supermassereiche Schwarze Löcher weit verbreitet sein können. Diese Entdeckung öffnet die Tür für die Suche nach weiteren dieser gefährlichen Objekte, die erhebliche Auswirkungen auf andere Galaxien haben könnten, denen sie begegnen. Eine Kollision mit einer anderen Galaxie würde zu einer spektakulären Schockwelle führen, die Gas komprimiert und neue Sterne in großem Maßstab entstehen lässt.
Glücklicherweise ist die Kosmische Eule mit einer Entfernung von 9 Milliarden Lichtjahren zu weit entfernt, um eine Bedrohung für unsere eigene Galaxie darzustellen. Das Team plant nun, zukünftige Teleskope wie das römische Weltraumteleskop und Euclid zu nutzen, um nach weiteren außer Kontrolle geratenen Schwarzen Löchern zu suchen.
„Alles an dieser Forschung hat mich überrascht … die Bestätigung mit JWST war einfach unglaublich“, sagt van Dokkum. Die Entdeckung bestätigt, dass das Entkommen von Schwarzen Löchern, einst theoretisch, ein reales Phänomen im Universum ist und unser Verständnis der galaktischen Entwicklung verändert.
