Mit dem James-Webb-Teleskop hat ein internationales Team ein Objekt aufgespürt, das die Grenzen bisheriger Kategorien sprengt. Der sogenannte Schwarzes-Loch-Stern trägt die Bezeichnung MoM-BH*-1 und leuchtete bereits rund 660 Millionen Jahre nach dem Urknall. Von außen wirkt er wie ein gewaltiger Stern, setzt aber rund 100 Milliarden Mal mehr Energie frei, als sie ein einzelner Stern durch Kernfusion je erzeugen könnte. Der Fund könnte eines der hartnäckigsten Rätsel der modernen Kosmologie berühren.
Schwarze Löcher gehören zu den extremsten Objekten des Weltalls und vereinen enorme Masse auf winzigem Raum. Besonders rätselhaft sind supermassereiche Schwarze Löcher, die Millionen bis Milliarden Sonnenmassen erreichen und in den Zentren großer Galaxien sitzen. Genau solche Giganten beobachten Fachleute jedoch schon in einer Epoche, die Astronomen frühes Universum nennen, also wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall. Wie diese Massen in so kurzer Zeit zusammenkamen, ist eine offene Frage, denn nach den gängigen Wachstumsszenarien hätte dafür kaum genug Zeit bestanden. Der nun beschriebene Schwarzes-Loch-Stern liefert einen möglichen Zwischenschritt in dieser Entwicklung. Beobachtet wurde das Objekt mit dem James-Webb-Teleskop, das mit seiner Infrarotoptik tiefer und weiter in die Vergangenheit blickt als jedes Instrument zuvor und dadurch Licht einfängt, das über rund 13 Milliarden Jahre zu uns unterwegs war.
Seit das James-Webb-Weltraumteleskop 2022 seine Arbeit aufnahm, stoßen Astronomen in fast jedem beobachteten Himmelsausschnitt der Frühzeit auf ungewöhnlich kompakte, tiefrote Lichtflecken. In der Fachwelt heißen diese Objekte kleine rote Punkte, weil sie auf den Aufnahmen genau so erscheinen. Ihre Natur ist seit Jahren umstritten, denn sie sind zugleich extrem leuchtkräftig und erstaunlich klein. Manche Modelle deuteten sie als besonders dichte Ansammlungen von Sternen, andere als verborgene aktive Galaxienkerne. Keine Erklärung konnte bislang alle Beobachtungen zusammenführen. Der neue Befund rückt diese Debatte in ein anderes Licht, denn er verknüpft die kleinen roten Punkte mit einem konkreten physikalischen Mechanismus. Damit verschiebt sich die Frage von der bloßen Beschreibung hin zu der Frage, welcher Prozess im jungen Kosmos solche Gebilde überhaupt entstehen lässt.
Im Kern des Objekts steckt nach der Analyse ein wachsendes Schwarzes Loch mit etwa 100.000 Sonnenmassen. Umgeben ist es von einer außergewöhnlich dichten Wasserstoffhülle, die ungefähr die Ausdehnung unseres Sonnensystems besitzt und dem Gebilde von außen das Aussehen eines riesigen Sterns verleiht. Diese Hülle absorbiert energiereiche Strahlung und erzeugt einen markanten sogenannten Balmer-Sprung im Spektrum, den die Forschenden als Fingerabdruck eines in Gas eingebetteten Schwarzen Lochs deuten. Die abgestrahlte Energie übertrifft die eines gewöhnlichen Sterns um rund das Hundertmilliardenfache, was allein durch Kernfusion nicht zu erklären ist. Ähnlich rätselhaft wirkten bereits jene extrem schnell wachsenden Schwarzen Löcher, die die Astronomie in der Frühzeit des Kosmos aufgespürt hat. Der Schwarzes-Loch-Stern reiht sich damit in eine Klasse von Objekten ein, deren Energiequelle nicht das Verschmelzen von Atomkernen, sondern der Materieeinfall in ein kompaktes Zentrum ist.
MoM-BH*-1 wurde im Rahmen der Durchmusterung Mirage or Miracle identifiziert, die gezielt auffällige Quellen in Aufnahmen des jungen Kosmos untersucht. Mit einem Alter von nur rund 660 Millionen Jahren nach dem Urknall zählt es zu den frühesten bekannten Vertretern seiner Art. Für die Wissenschaft ist der Zeitpunkt entscheidend, denn er fällt in jene Phase, in der bereits ausgewachsene supermassereiche Schwarze Löcher existierten, obwohl das Universum dafür eigentlich zu jung war. Ein möglicher Ausweg besteht darin, dass solche Objekte nicht aus einzelnen sterbenden Sternen hervorgingen, sondern aus dem direkten Kollaps gewaltiger Gaswolken oder aus der Verschmelzung sehr massereicher Sterne in dichten Sternhaufen. Die zugehörige Untersuchung erschien im Fachjournal Nature und beschreibt die spektralen Belege im Detail, wie sich in der begleitenden Veröffentlichung nachlesen lässt. Ob sich das Modell bestätigt, müssen weitere Beobachtungen zeigen.
Sollte sich die Deutung als Schwarzes-Loch-Stern bestätigen, ließe sich damit auch die Herkunft der kleinen roten Punkte erklären, die das James-Webb-Teleskop in der Frühzeit des Kosmos in großer Zahl aufspürt. Nach diesem Bild wäre ein solches Objekt tief in einer entstehenden Galaxie eingebettet, wobei sein grelles Leuchten die umgebenden Sterne überstrahlt. Sobald das zentrale Schwarze Loch die umhüllende Gaswolke aufgezehrt hat, würde es zunehmend unsichtbar und schließlich verblassen. Auf diese Weise verbände der Befund zwei bislang getrennte Rätsel, nämlich die auffälligen roten Lichtflecken und die überraschend früh vorhandenen massereichen Schwarzen Löcher. Viele der spektakulärsten Aufnahmen des James-Webb-Weltraumteleskops zeigen genau jene ferne Epoche, aus der auch dieses Objekt stammt. Für eine endgültige Einordnung braucht es weitere Spektren und ergänzende Beobachtungen mit anderen Instrumenten.
Nature, A gas-enshrouded and gas-reddened black hole at cosmic dawn; doi:10.1038/s41586-026-10846-4