Eine scheinbar unauffällige Zwerggalaxie, die unsere eigene Milchstraße umkreist, hat dank der Arbeit von Astronomiestudenten der University of Texas ein überraschendes Geheimnis gelüftet. Ursprünglich eine Hausaufgabe, haben ihre Untersuchungen unerwartet ergeben, dass Segue 1, eine kleine Galaxie, die nur 75.000 Lichtjahre entfernt ist, nicht so ist, wie sie scheint. Es wird nicht in erster Linie von dunkler Materie zusammengehalten, wie Wissenschaftler bisher glaubten, sondern von einem massiven, bisher unbekannten supermassiven Schwarzen Loch.
Ein Schwarzes Loch, viel größer als erwartet
Jahrelang gingen Wissenschaftler davon aus, dass die Schwerkraft von Segue 1 durch einen beträchtlichen Halo aus dunkler Materie aufrechterhalten wird – einer schwer fassbaren Substanz, die kein Licht aussendet und einen großen Teil des Universums ausmacht. Die in The Astrophysical Journal Letters veröffentlichte Arbeit der Studenten weist jedoch darauf hin, dass ein Schwarzes Loch mit einer Masse, die auf mehr als das 450.000-fache der Masse unserer Sonne geschätzt wird, die primäre Kraft ist, die die Galaxie zusammenhält. Dies ist ein bedeutender Befund, da die Masse des Schwarzen Lochs etwa zehnmal größer ist als die Gesamtmasse aller Sterne in Segue 1.
Nathaniel Lujan, ein Doktorand der University of Texas in San Antonio, spielte eine entscheidende Rolle bei der Entdeckung. Er nutzte fortgeschrittene Computermodellierungstechniken, die er in seinem Kurs über Galaktische und Gravitationsdynamik erlernt hatte, um das Verhalten der Galaxie zu analysieren.
Wie Studenten die Wahrheit ans Licht brachten
Die von den Professoren Karl Gebhardt (UT Austin) und Richard Anantua (UT San Antonio) geleitete Klasse teilte sich in Gruppen auf, um verschiedene Szenarien für Segue 1 zu modellieren. Eine Gruppe konzentrierte sich speziell auf die Möglichkeit der Anwesenheit eines Schwarzen Lochs. Um die Gravitationseffekte von Segue 1 zu isolieren, entfernten die Schüler zunächst Sterne, die von der Schwerkraft der Milchstraße betroffen waren. Anschließend untersuchten sie die Geschwindigkeit und Richtung der verbleibenden Sterne und stellten fest, dass sich die Sterne näher am Zentrum auf schnellen, engen Umlaufbahnen bewegten, was stark auf die Anwesenheit eines Schwarzen Lochs hindeutet. Die Modelle mit einem Schwarzen Loch lieferten eine weitaus bessere Übereinstimmung mit den beobachteten Bewegungen der Sterne von Segue 1.
Implikationen für das Verständnis von Galaxien
Diese Entdeckung wirft entscheidende Fragen zu unserem Verständnis von Zwerggalaxien und der Rolle von Schwarzen Löchern im frühen Universum auf. Dies deutet darauf hin, dass supermassereiche Schwarze Löcher in kleinen Galaxien häufiger vorkommen könnten als bisher angenommen. Die ungewöhnliche Masse des Schwarzen Lochs im Verhältnis zu den Sternen der Galaxie deutet darauf hin, dass Segue 1 eine größere Galaxie gewesen sein könnte, die aufgrund der Wechselwirkungen mit der Milchstraße einen Großteil ihres Gases verlor und keine Sterne mehr bildete.
Dieser Befund spiegelt auch jüngste Entdeckungen des James-Webb-Weltraumteleskops wider, das „kleine rote Punkte“ identifiziert hat – Objekte im frühen Universum, die wie massive Schwarze Löcher erscheinen, die von wenigen Sternen umgeben sind. Einige Forscher vermuten, dass es sich bei diesen Objekten um „Schwarze-Loch-Sterne“ handeln könnte, riesige Gaskugeln, die um Schwarze Löcher gewickelt sind.
Diese Forschung ist eine eindrucksvolle Erinnerung daran, dass durch eine erneute Prüfung vorhandener Daten neue Erkenntnisse gewonnen werden können.
Als nächsten Schritt plant Lujan, mithilfe fortschrittlicher Computersimulationen und künstlicher Intelligenz andere Zwerggalaxien zu untersuchen, von denen bisher angenommen wurde, dass sie von Dunkler Materie dominiert werden, und möglicherweise weitere Überraschungen über die Zusammensetzung und Entwicklung unseres Universums aufzudecken. Die Ergebnisse liefern wertvolle Hinweise darauf, wie sich Galaxien und möglicherweise auch das Universum selbst entwickelt haben – eine Landschaft, in der massereiche Schwarze Löcher eine wichtigere Rolle spielen könnten als zunächst angenommen.
