Die ersten Beobachtungen des James-Webb-Teleskops haben rätselhafte, winzige und sehr leuchtstarke Objekte gezeigt, die als „kleine rote Punkte“ bekannt wurden. Zunächst deuteten sie auf Galaxien hin, die erstaunlich früh bereits „erwachsen“ wirkten.
Diese Deutung stellte gängige Modelle zur Entstehung von Galaxien infrage, denn so viel Licht verlangt eine Sternendichte, die kaum zu erklären ist. Forschende suchten deshalb nach einer Alternative, die die Helligkeit und das tiefe Rot zugleich plausibel macht.
Rätsel im jungen Universum
Die Punkte erscheinen nur 500 bis 700 Millionen Jahre nach dem Urknall, also in einer Ära rapider Strukturentstehung. Ihr rotes Licht kommt vom enormen Kosmologischen Rotverschiebungseffekt und vermutlich von Staub und heißem Gas.
Statt vieler alter Sterne zeigen neue Analysen eine andere Signatur. Sie passt eher zu einem einzigen, extrem massereichen Zentrum, das Materie verschlingt und dabei gewaltige Energie abstrahlt.
Ein spektroskopischer Durchbruch
Ein Langzeitprogramm mit dem JWST sammelte über ein Jahr präzise Spektren tausender ferner Quellen. Darunter stach ein Objekt hervor, das die Forschenden „Die Klippe“ tauften, weil seine Masse ungewöhnlich hoch erschien.
Das Licht war beinahe zwölf Milliarden Jahre unterwegs, bevor es unsere Detektoren erreichte. Die Spektren deuten nicht auf einen Sternhaufen, sondern auf einen einzelnen supermassereichen Schwarzen Loch-Kern in einer dichten Hülle aus Wasserstoff.
Schwarze-Loch-Sterne erklärt
Die Hypothese lautet: Ein Schwarzes Loch sitzt im Zentrum einer enorm dichten Gassphäre und wird so zum „Schwarze-Loch-Stern“. Die Gravitationsenergie des einfallenden Materials treibt die Leuchtkraft an – nicht Kernfusion wie in normalen Sonnen.
Die Hülle wird durch die intensive Strahlung aufgebläht, bleibt aber gebunden und speist das zentrale Loch weiter. Von außen wirkt das Gebilde wie ein sehr roter Sternpunkt, obwohl es physikalisch völlig anders funktioniert.
Wesentliche Merkmale im Überblick:
- Extrem kompakt, aber in einer dicken Hülle aus heißem Wasserstoff eingebettet
- Enorme Leuchtkraft durch Akkretion statt durch Fusion
- Starker Rotverschiebungs-Eindruck plus thermische Emission der Hülle
- Kurze, aber prägende Lebensphase im frühen Kosmos
Warum sie so hell sind
Wenn Materie in das Schwarze Loch stürzt, wird ein Teil ihrer Masse in Strahlung umgewandelt. Dieser Prozess ist effizienter als jede bekannte Fusionsreaktion und erklärt die außergewöhnliche Helligkeit.
Die dichte Hülle wirkt wie eine „Atmosphäre“, die Licht streut und umverteilt. Dadurch erscheint das Objekt stabil glühend und bleibt über astronomisch kurze Zeitspannen hinweg klar sichtbar.
Konsequenzen für die Galaxienentstehung
Schwarze-Loch-Sterne könnten die „Startphase“ jener Riesenkerne sein, die wir heute als supermassereiche Schwarze Löcher in Galaxienzentren sehen. Damit entfiele die Notwendigkeit, diese Giganten durch unrealistisch schnelles Wachstum aus kleinen Samen zu erklären.
Sie böten eine natürliche Abkürzung: Erst ein kurzlebiger Schwarze-Loch-Stern, dann sehr rasches Wachstum zum Kern einer entstehenden Galaxie. Das hilft, die frühe Helligkeit und die hohe Masse mancher junger Systeme zu verstehen.
Belege aus den Spektren
Die gemessenen Signaturen zeigen heiße Gase, ionisierte Elemente und Breiten, die zu Akkretion passen. Auffällig ist die Kombination aus kompaktem Profil und starker Energieabgabe über weite Wellenlängen.
Genau diese Mischung ist für normale Sternpopulationen schwer zu reproduzieren, besonders im noch jungen Universum. Ein einzelner zentraler Motor löst die Spannung zwischen Helligkeit, Farbe und Alter.
Beobachtungsgrenzen und nächste Schritte
Diese Objekte sind extrem fern und zudem winzig am Himmel, was die Analyse erschwert. Das JWST liefert dennoch gerade genug Auflösung, um Spektren und Helligkeitsprofile zu trennen.
Geplant sind Messungen der Dichte und Temperatur der umgebenden Gase, außerdem Variabilitätsstudien als Indikator für Akkretion. Ergänzend helfen Gravitationslinsen, die scheinbare Größe zu vergrößern und Details zu enthüllen.
Was auf dem Spiel steht
Sollte sich das Bild bestätigen, würde ein zentrales Puzzleteil der Frühkosmologie an seinen Platz fallen. Viele offene Fragen bekämen einen Rahmen, der Daten und Theorie versöhnt.
Gleichzeitig bleiben Unsicherheiten über die Häufigkeit, die genaue Dauer dieser Phase und die Rolle von Metallen im Gas. „Das Universum ist oft überraschender, als wir es uns vorstellen“, heißt es sinngemäß aus dem beteiligten Team.
Offene Fragen im Überblick
- Wie häufig treten Schwarze-Loch-Sterne im frühen Kosmos auf?
- Welche Massenbereiche dominieren und wie schnell wächst der zentrale Kern?
- Wie beeinflussen Rückkopplungen die umgebende Galaxie und ihr Gas?
- Welche Signaturen trennen sie sicher von kompakten Galaxien oder Quasaren?
Die „kleinen roten Punkte“ verlieren damit ihren bedrohlichen Mythos als „Modell-Brecher“. Stattdessen formen sie ein schlüssiges Szenario, in dem frühe Schwarze-Loch-Sterne den Weg zu den späteren kosmischen Schwergewichten bahnen.
