Sehr wahrscheinlich ist das letzte Bild, das einem in den Sinn kommt, wenn man an Schwarze Löcher denkt, dass sie in jungen Jahren gepflegt, verhätschelt und geschützt werden müssen. Neue Forschungsergebnisse zeigen jedoch, dass sich wahrscheinlich die ersten großen Schwarzen Löcher im Universum gebildet haben und tief in riesigen, sternförmigen Kokons gewachsen sind, die ihre starke Röntgenstrahlung erstickten und verhinderten, dass umgebende Gase weggeblasen wurden.
"Bis vor kurzem dachten viele, dass supermassereiche Schwarze Löcher ihren Ursprung in der Verschmelzung zahlreicher kleiner Schwarzer Löcher im Universum haben", sagte Mitchell Begelman von der University of Colorado-Boulder. "Dieses neue Modell der Entwicklung von Schwarzen Löchern zeigt einen möglichen alternativen Weg zu ihrer Entstehung auf."
Es wird angenommen, dass gewöhnliche Schwarze Löcher Überreste von Sternen sind, die etwas größer sind als unsere Sonne, die ihren Treibstoff verbraucht haben und gestorben sind.
Aber die ersten großen Schwarzen Löcher bildeten sich wahrscheinlich aus sehr großen Sternen, die sich früh im Universum bildeten, wahrscheinlich innerhalb der ersten paar hundert Millionen Jahre nach dem Urknall. Der einzigartige Prozess, dass diese großen Sterne zu Schwarzen Löchern werden, beinhaltet die Bildung eines schützenden Kokons aus Gas.
"Was hier neu ist, ist, dass wir glauben, einen neuen Mechanismus zur Bildung dieser riesigen supermassiven Sterne gefunden zu haben, der uns eine neue Möglichkeit gibt, zu verstehen, wie sich große Schwarze Löcher relativ schnell gebildet haben könnten", sagte Begelman.
Diese frühen supermassiven Sterne wären zu einer riesigen Größe herangewachsen - bis zu zehn Millionen Mal so groß wie die Masse unserer Sonne - und wären von kurzer Dauer gewesen, wobei ihr Kern in nur wenigen Millionen Jahren zusammengebrochen wäre.
Die Hauptvoraussetzung für die Bildung supermassiver Sterne ist die Ansammlung von Materie mit einer Rate von etwa einer Sonnenmasse pro Jahr, sagte Begelman. Aufgrund der enormen Menge an Materie, die von supermassiven Sternen verbraucht wird, haben nachfolgende Samen-Schwarze Löcher, die sich in ihren Zentren gebildet haben, möglicherweise viel größer angefangen als gewöhnliche Schwarze Löcher.
Begelman sagte, die wasserstoffverbrennenden supermassiven Sterne müssten durch ihre eigene Rotation oder eine andere Form von Energie wie Magnetfelder oder Turbulenzen stabilisiert worden sein, um das schnelle Wachstum von Schwarzen Löchern in ihren Zentren zu ermöglichen.
Nachdem sich die schwarzen Löcher gebildet hatten, trat der Prozess in seine zweite Phase ein, die Begelman als „quasistar“ bezeichnet hat. In dieser Phase wuchsen schwarze Löcher schnell, indem sie Materie aus der aufgeblähten Gashülle schluckten, die sich schließlich auf eine Größe aufblies, die so groß war wie das Sonnensystem der Erde und gleichzeitig abkühlte, sagte er.
Sobald die Quasistare über einen bestimmten Punkt abgekühlt waren, begann die Strahlung mit einer so hohen Geschwindigkeit zu entweichen, dass sich die Gashülle zerstreute und bis zum 10.000-fachen oder mehr der Masse der Erdsonne schwarze Löcher hinterließ. Mit einem so großen Vorsprung gegenüber gewöhnlichen Schwarzen Löchern könnten sie zu supermassiven Schwarzen Löchern herangewachsen sein, die millionen- oder milliardenfach so groß sind wie die Masse der Sonne, indem sie entweder Gas aus umgebenden Galaxien verschlungen oder bei extrem heftigen galaktischen Kollisionen mit anderen Schwarzen Löchern verschmelzen.
Begelman sagte, dass große Schwarze Löcher, die aus frühen supermassiven Sternen gebildet wurden, einen großen Einfluss auf die Entwicklung des Universums haben könnten, einschließlich der Galaxienbildung, und möglicherweise Quasare produzieren könnten - die sehr hellen, energetischen Zentren entfernter Galaxien, die eine Billion Mal heller sein können als unsere Sonne.
Begelmans Artikel wird in Monthly Notices der Royal Astronomical Society veröffentlicht.
Quelle: EurekAlert
