James Webb gelingt die bisher schärfste Aufnahme der Umgebung eines Schwarzen Lochs

Die Circinus-Galaxie ist rund 13 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und beherbergt ein aktives, supermassereiches Schwarzes Loch. Frühere Beobachtungen zeigten dort einen Überschuss an Infrarotlicht. Astronomen vermuteten bisher, dass der Großteil dieses Lichts von Materieströmen stammt, die durch das Schwarze Loch angetrieben werden. Woher dieser Überschuss genau kam, blieb jedoch bislang ungeklärt.

Eine aktuelle Studie des James-Webb-Teleskops wirft nun ein neues Licht auf die Situation und widerlegt bisherige Annahmen. Die Untersuchung ergab, dass rund 87 Prozent der heißen Infrarot-Emissionen von Staub stammen, der sich in unmittelbarer Nähe des Schwarzen Lochs befindet. Weniger als ein Prozent entfällt auf die heißen staubigen Ausströmungen. Demnach wird das Schwarze Loch möglicherweise hauptsächlich von diesem leuchtenden Staub gespeist. Die übrigen 12 % stammen aus entfernteren Regionen.

Die Studie wurde mit dem Aperture Masking Interferometer (AMI) durchgeführt, einem Modul des NIRISS-Instruments (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) an Bord von Webb. Mithilfe dieser interferometrischen Technik konnten die Astronomen Schwierigkeiten überwinden, die durch das überstrahlende Licht der Sterne und der glühenden Materie um das Schwarze Loch entstanden. Auch die Dichte des Torus – ein donutförmiger Ring aus einfallendem Gas und Staub, der sich um das Schwarze Loch ansammelt – erschwerte es früher, einen Blick in die innere Region zu werfen.

Dank des interferometrischen Ansatzes konnte ein scharfes Bild des Galaxienkerns erstellt werden. Bei dieser Beobachtung handelt es sich um das erste infrarote interferometrische Bild eines extragalaktischen Objekts, das aus dem Weltraum aufgenommen wurde. Zudem wurde hierbei der Hochkontrast-Modus von Webb zum ersten Mal bei einer Galaxie außerhalb unserer Milchstraße eingesetzt. Diese Methode könnte dabei helfen, die Rätsel zahlreicher weiterer Schwarzer Löcher in unserem Universum zu lösen. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

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