MoM-BH*-1 erscheint als roter Punkt, doch sein Spektrum zeigt ungewöhnlich starke Wasserstoffabsorption. Ein akkretierendes Schwarzes Loch in dichtem Gas könnte dies erklären und Hinweise auf Schwarzes-Loch-Sterne und die rätselhaften kleinen roten Punkte liefern.

Das Wichtigste

  • Das Licht von MoM-BH*-1 stammt aus einer Zeit nur 660 Millionen Jahre nach dem Urknall und zeigt ungewöhnlich starke Wasserstoffabsorption.
  • Die Studie schlägt ein akkretierendes Schwarzes Loch in einer dichten Gashülle vor: Die Energie stammt vom Schwarzen Loch, die Spektralmerkmale ähneln einer Sternatmosphäre.
  • Da die Wirtsgalaxie das Licht weniger überlagert, kann die Quelle als Vorlage für andere kleine rote Punkte und frühes Schwarzes-Loch-Wachstum dienen.

Ein ferner roter Punkt könnte ein Objekt verbergen, das außen einem riesigen Stern ähnelt, im Inneren aber durch Akkretion auf ein Schwarzes Loch angetrieben wird. Ein internationales Team unter Leitung von Rohan P. Naidu untersuchte MoM-BH*-1 mit dem James-Webb-Weltraumteleskop und fand außergewöhnlich starke Wasserstoffabsorption in seinem Spektrum. Das Modell eines Schwarzes-Loch-Sterns bietet eine schlüssige Erklärung für diese ungewöhnlichen Signale. Die Studie erschien am 12. August 2026 in Nature.

Das Licht von MoM-BH*-1 stammt aus einer Epoche nur 660 Millionen Jahre nach dem Urknall. Der Kandidat verbindet zwei vertraute Bilder: Dichtes Gas verändert das Licht ähnlich wie eine Sternatmosphäre, während die Energie tief im Inneren von einem Schwarzen Loch stammen könnte, das Materie aufnimmt.

Ein ungewöhnlicher roter Punkt bei der Suche nach frühen Galaxien

Im Rahmen der Durchmusterung Mirage or Miracle (MoM) suchte das Team nach fernen Galaxien im frühen Universum. MoM-BH*-1 fiel in Webb-Aufnahmen als besonders rot und hell auf und wurde deshalb spektroskopisch nachbeobachtet: Bei längeren Infrarotwellenlängen ist die Quelle deutlich sichtbar, bei kürzeren dagegen sehr schwach.

Originalaufnahmen in Webbs Filtern F277W, F356W und F444W; MoM-BH*-1 ist in den beiden rechten Bildern als kompakter Lichtpunkt zu sehen
Von links: F277W, F356W und F444W mit zentralen Wellenlängen von etwa 2,77, 3,56 und 4,44 Mikrometern. MoM-BH*-1 ist in den längerwelligen Bildern sichtbar. Die Farben stellen die Infrarotintensität dar. Quelle: Naidu et al. (2026), Nature, Abb. 1a, CC BY 4.0; zugeschnitten, skaliert und mit weißen Rändern ergänzt.

Rote Objekte lassen oft an abschirmenden Staub denken, ähnlich wie Rauch die Farbe des Sonnenlichts verändert. Diese Quelle zeigt jedoch zugleich einen außergewöhnlich tiefen Balmer-Sprung und Absorptionsstrukturen in ihren Wasserstofflinien. Das veranlasste das Team, eine andere Möglichkeit zu prüfen: Sehr dichtes Gas selbst könnte das extrem rote Spektrum formen.

Dichter Wasserstoff hinterlässt einen spektralen Fingerabdruck

Der Balmer-Sprung ist eine deutliche Helligkeitsänderung im Spektrum an einer bestimmten Absorptionsschwelle des Wasserstoffs. Bei MoM-BH*-1 beträgt seine gemessene Stärke etwa 7,7 und übertrifft damit die in der Arbeit verglichenen gewöhnlichen staubfreien Sternpopulationsmodelle. Auch die tiefe Absorption in den Linien Hβ und Hγ weist auf dichten, lichtabsorbierenden Wasserstoff hin. Diese Merkmale sind wichtige Beobachtungshinweise für die Deutung als Gashülle.

Die Studie vergleicht das Spektrum von MoM-BH*-1 mit anderen Quellen; rechts liegt seine Balmer-Sprung-Stärke von etwa 7,7 über den Vergleichsproben
Links: Vergleich der Spektralformen. Rechts: Der blaue Stern markiert die Balmer-Sprung-Stärke von MoM-BH*-1; die gestrichelte Linie zeigt die Obergrenze der verwendeten staubfreien Sternpopulationsmodelle. Quelle: Naidu et al. (2026), Nature, Abb. 2, CC BY 4.0; skaliert und mit weißen Rändern ergänzt, Originalkurven und Beschriftungen beibehalten.

Die Forschenden prüften Spektralmodelle, in denen ein akkretierendes Schwarzes Loch in extrem dichtes, turbulentes Gas eingebettet ist. Die Strahlung wird absorbiert, gestreut und erneut ausgesendet, bevor sie entweicht. Diese Anordnung reproduziert die Hauptmerkmale und benötigt nur sehr geringe Staubabschwächung, um das beobachtete rote Erscheinungsbild zu erzeugen.

Energie vom Schwarzen Loch, Erscheinung eines Sterns

Gewöhnliche Sterne beziehen ihre Energie aus Kernfusion im Inneren. Im Bild des Schwarzes-Loch-Sterns dient dagegen das zentrale akkretierende Schwarze Loch als Motor. Materie setzt beim Fall zum Schwarzen Loch Energie frei. Das umgebende dichte Gas verarbeitet die Strahlung, sodass das Gesamtspektrum einige Merkmale von Sternoberflächen erhält. Daher verbindet der Name Schwarzes Loch und Stern.

Von links: ein durch Kernfusion angetriebener Stern, ein Schwarzes Loch mit freier Akkretionsscheibe und ein Schwarzes-Loch-Stern in durchgehend dichtem Gas
Von links: gewöhnlicher Stern, akkretierendes Schwarzes Loch und Modell eines Schwarzes-Loch-Sterns. Verglichen werden unterschiedliche Energiequellen. Die Objekte haben keinen gemeinsamen Maßstab und bilden keine Entwicklungsfolge.

Auch die modellierte Größe ist bemerkenswert. Das Beispielmodell der Arbeit verwendet eine dichte Gasschicht von etwa 40 Astronomischen Einheiten Dicke, also rund dem 40-Fachen des Erde-Sonne-Abstands. Das ist mit den Größenordnungen von Planetenbahnen in unserem Sonnensystem vergleichbar. Gemeint ist die Gasschicht im Modell. In Webb-Aufnahmen bleibt die Quelle ein unaufgelöster Lichtpunkt; ihr innerer Aufbau muss weiter überprüft werden.

Ein möglicher gemeinsamer Motor hinter kleinen roten Punkten

Bei vielen von Webb entdeckten kleinen roten Punkten überlagert sich das Licht der zentralen Quelle mit dem ihrer Wirtsgalaxie. MoM-BH*-1 ist besonders, weil die zentrale Quelle das Licht der Wirtsgalaxie offenbar dominiert und damit eine reinere Spektralvorlage liefert. Addiert man ihr Spektrum zu dem einer helleren Nachbargalaxie, entsteht eine Form ähnlich der typischer kleiner roter Punkte. Das stützt die Idee, dass gasverhüllte Schwarze Löcher deren zentrale Motoren sein könnten.

Wenn dichtes Gas die bei der Akkretion freigesetzte Strahlung festhält oder umverteilt, könnte ein Schwarzes Loch schneller Materie aufnehmen. Das würde das rasche Wachstum früher Schwarzer Löcher verständlicher machen. Masse, Akkretionsrate und Gasstruktur hängen derzeit von Modellannahmen ab. Weitere Spektren und Folgebeobachtungen sollen prüfen, wie häufig diese Wachstumsphase ist.