Astronomen finden drei Schwarze Löcher, die sich eine Galaxie teilen, weil die Miete offenbar selbst vor 12,5 Milliarden Jahren zu hoch war

In einer Entdeckung, die den Begriff „Überflieger“ geradezu unzureichend erscheinen lässt, haben Astronomen drei aktiv fressende supermassereiche Schwarze Löcher in einer einzigen Galaxie gefunden, die mehr als 12,5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Das kosmische Trio, das sich in der Galaxie J0148-4214 befindet, wurde von einem internationalen Team unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik (MPE) identifiziert und bietet einen seltenen Einblick, wie riesige Schwarze Löcher in den frühesten Phasen des Universums wuchsen und interagierten – weil ein Schwarzes Loch pro Galaxie offensichtlich nicht ehrgeizig genug war.

Alle drei Schwarzen Löcher sammeln aktiv Materie an, die durch umgebende Scheiben aus Gas und anderem Material auf sie zuströmt. Weil die Galaxie so weit entfernt ist, hat ihr Licht etwa 12,5 Milliarden Jahre durch den Weltraum gebraucht, bevor es die Erde erreichte. Das bedeutet, die Astronomen beobachten sie so, wie sie existierte, als das Universum erst 1,2 Milliarden Jahre alt war. Zum Vergleich: Das ist ungefähr so, als würde man kosmisch gesehen ein Kleinkind dabei erwischen, wie es einen Fortune-500-Konzern leitet.

Über solch gewaltige Entfernungen dehnt die Expansion des Universums das Licht zu längeren, röteren Wellenlängen – eine Eigenschaft, die Astronomen Rotverschiebung nennen. Für J0148-4214 maßen die Forscher eine Rotverschiebung von z=5,02, was die wissenschaftliche Art ist zu sagen: „wirklich, wirklich weit weg“. „Dies ist der erste Hinweis auf drei aktive Schwarze Löcher in einer einzigen Galaxie im fernen Universum“, sagt Hannah Übler, Forschungsgruppenleiterin am MPE und Hauptautorin der Studie. Was entweder eine bahnbrechende Entdeckung ist oder eine kosmische Warnung vor den Gefahren ungezügelten Wachstums.

Zwei der Schwarzen Löcher liegen nahe dem Zentrum der Galaxie, getrennt durch eine projizierte Entfernung von nur 620 Lichtjahren. Das dritte ist viel weiter draußen, etwa 5.500 Lichtjahre vom Zentrum entfernt – vermutlich das kosmische Äquivalent des Schwarzen Lochs, das seinen eigenen Freiraum wollte.

Die Entdeckung liefert wichtige Hinweise darauf, wie massereiche Schwarze Löcher im jungen Universum zusammenkamen. „Es deutet darauf hin, dass die Prozesse im frühen Universum effizient darin waren, massereiche Schwarze Löcher zusammenzubringen, und damit die Bühne für die massiven Verschmelzungen Schwarzer Löcher bereiteten, die wir mit zukünftigen Gravitationswellen-Observatorien erwarten“, sagt Übler. Das frühe Universum war also im Wesentlichen ein kosmischer Mixer, auf dem Schwarze Löcher aggressiv Netzwerke knüpften – weil selbst singularitätsnahe Wesen den Wert einer guten Fusion verstehen.

Astronomen glauben, dass Galaxienkollisionen und -verschmelzungen in der frühen Geschichte des Universums häufig waren. Wenn Galaxien verschmolzen, konnten sich auch ihre zentralen Schwarzen Löcher näher kommen und schließlich verschmelzen. Diese Verschmelzungen würden zunehmend massereichere Schwarze Löcher in den Zentren der neu entstandenen Galaxien erzeugen und möglicherweise erklären helfen, wie einige so kurz nach dem Urknall zu enormen Größen heranwuchsen. Mit anderen Worten: Die frühen Schwarzen Löcher des Universums spielten ein hochriskantes Spiel der Unternehmenskonsolidierung, lange bevor jemand den Begriff erfunden hatte.

**Wie Astronomen die verborgenen Schwarzen Löcher entdeckten**

Die Forscher identifizierten die drei Schwarzen Löcher, indem sie charakteristische Muster im von Wasserstoffgas emittierten Licht untersuchten. In der Nähe eines Schwarzen Lochs bringen gewaltige Gravitationskräfte das Gas dazu, sich mit extrem hohen Geschwindigkeiten zu bewegen, was erkennbare Signaturen im Lichtspektrum hinterlässt – so können Astronomen die Aktivität Schwarzer Löcher selbst dann nachweisen, wenn die Objekte selbst nicht direkt sichtbar sind. Man kann es sich wie forensische Buchhaltung für den Kosmos vorstellen.

Im Zentrum von J0148-4214 fand das Team ein besonders kompliziertes Wasserstoff-Emissionsmuster. Die beste Erklärung war die Anwesenheit von zwei eng benachbarten Schwarzen Löchern statt einer einzigen Quelle – natürlich. Um zwischen ihnen zu unterscheiden, nutzten die Wissenschaftler eine präzise Messtechnik namens Spektro-Astrometrie, die subtile Veränderungen der Positionen spektraler Emissionen über die Galaxie hinweg verfolgt. So konnten sie die Standorte beider zentraler Schwarzer Löcher bestimmen, obwohl das Teleskop sie nicht als zwei getrennte Lichtpunkte auflösen konnte. Die Beobachtungen