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Junges Universum: Strahlung verrät älteste Schwarze Löcher

Doppelsternsystem mit Schwarzem Loch (künstlerische Darstellung): Signale aus der Frühzeit des Universums Zur Großansicht
ESO/L. Calçada

Doppelsternsystem mit Schwarzem Loch (künstlerische Darstellung): Signale aus der Frühzeit des Universums

Forscher haben offenbar eine Signatur gefunden, mit der sie nach Signalen aus der Frühzeit des Universums suchen können. Sie stammen direkt von den Überresten der ersten Sterne.

Nach dem Urknall war das Weltall unvorstellbar heiß - und für Millionen von Jahren ziemlich finster. Denn Sterne gab es im sogenannten Dunklen Zeitalter noch nicht. Erst langsam kühlte das All ab und Wasserstoffatome entstanden. Sie dienten den ersten Sternen als Brennstoff für das nukleare Feuer der Kernfusion.

Die ersten Sonnen strahlten, blähten sich auf und vergingen wieder. Doch Spuren dieser frühen Himmelskörper können Astronomen noch heute dabei helfen, die Zeit nach der Geburt unseres Alls besser zu verstehen. Konkret geht es um die Schwarzen Löcher, die schon damals nach dem Ende von manchen massereichen Sternen übrig blieben.

Forscher um Anastasia Fialkov von der Universität Tel Aviv haben sich mit einem ganz bestimmten Typ solcher Schwarzer Löcher befasst - und zwar solchen, die in einem sogenannten Doppelsternsystem auftreten. Das heißt: Die Gravitationswirkung der Sternenleiche saugt Gas von einem kleineren, aber noch existierenden Sternenpartner in der Nähe ab. Dabei wird der umgebende Bereich des Alls aufgeheizt.

Nahe gelegene Doppelsternsysteme analysiert

Auf die Spuren dieses Prozesses gelangt man durch die Suche nach der entstehenden Röntgenstrahlung. In einem Beitrag im Fachmagazin "Nature" beschreiben die Wissenschaftler ihre Suche nach Strahlungssignalen, die sie auf etwa 400 Millionen Jahre nach der Entstehung des Universums datieren. Sie gehen davon aus, dass die ersten Schwarzen Löcher das Universum später aufheizten als bisher angenommen - und eine charakteristische Strahlungssignatur im All hinterließen.

Auf die Spur dieser Signatur kamen die Wissenschaftler durch die Beobachtung von Schwarzen Löchern in näher gelegenen Doppelsternsystemen. Sie analysierten die entstehende Strahlung und zeigten dabei, dass der Mechanismus zur Wiederaufheizung des jungen Alls durch die Schwarzen Löcher anders abgelaufen sein muss als bisher vermutet.

Bislang habe man gedacht, dass die Erwärmung des Alls durch die Schwarzen Löcher sehr früh aufgetreten sei, so Rennan Barkana, Co-Autor des Papiers. Und zwar so früh, dass moderne Teleskope nicht so tief ins All schauen könnten, um die Signale noch nachzuweisen. Doch diese Vorstellung wollen die Forscher nun widerlegt haben.

"Eines der aufregendsten Gebiete der Astronomie ist die Zeit, in der die ersten Sterne entstanden", sagt Barkana. Wissenschaftler auf der ganzen Welt nutzen gigantische Teleskope, um das Treiben im jungen Universum zu beobachten. Fialkow und Kollegen schlagen vor, dass die Zunft der Sternengucker gezielt nach dem neu entdeckten Strahlungssignal suchen solle, wenn sie besonders alte Schwarze Löcher finden wolle.

isa/chs

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