In der nahgelegenen Galaxie PDS 456 weht ein scharfer Wind: Mit einer Geschwindigkeit von 100.000 Kilometern pro Sekunde – einem Drittel der Lichtgeschwindigkeit – fegt er durch das Sternsystem und reißt kühles Gas mit sich. Aus diesem könnten sich eigentlich neue Sterne bilden. Doch wie Forscher nun erstmals beobachtet haben, bläst der Wind die Sternentstehung in PDS 456 aus (Nardini et al., 2015). Die Beobachtung hilft, das Wachsen und Sterben ferner Galaxien zu verstehen.

Antriebsmotor des kosmischen Sturms in PDS 456 ist ein gewaltiges Schwarzes Loch mit der milliardenfachen Masse unserer Sonne im Zentrum der Galaxie. Von außen in das Schwerkraftmonster hineinströmende Materie erhitzt sich und beginnt zu strahlen. Das setzt gewaltige Energien frei, die das Gas in der Umgebung des Schwarzen Lochs aufheizen und als kosmischen Wind nach außen treiben.

Seit Langem sehen Astronomen in den Winden supermassenreicher Schwarzer Löcher einen wichtigen Prozess für die Entwicklung von Galaxien. Nahezu jedes Sternsystem beherbergt nach heutigen Erkenntnissen in seinem Zentrum ein Monstrum mit der millionen- oder gar milliardenfachen Sonnenmasse. Im jungen Kosmos haben sich große Gaswolken zu ersten Galaxien-Embryos zusammengeballt. Durch Zusammenstöße und Verschmelzungen wuchsen diese zu den heutigen großen Galaxien an. Bei den Zusammenstößen treten zudem Kräfte auf, die zu einer geradezu explosionsartigen Entstehung neuer Sterne in den jungen Galaxien führen.

Zugleich füttern diese Kräfte die zentralen Monster der Sternsysteme. Immer mehr Materie stürzt in die Schwarzen Löcher hinein und sorgt dafür, dass sie als sogenannte Quasare aufleuchtet. Mit ihrer starken Strahlung müssten die Schwarzen Löcher jedoch auf ihre Umgebung zurückwirken und die Entwicklung der Galaxien beeinflussen, vermuten die Himmelsforscher: Die Strahlung erzeugt einen starken Gasstrom und dieser Wind bläst das kühle Gas, aus dem neue Sterne entstehen könnten, aus den Galaxien heraus, so die Überlegung. Dazu dürfte der Wind aber nicht in engen Bereichen – etwa über den Polen der Schwarzen Löcher – gebündelt sein, sondern er müsste nahezu gleichmäßig in alle Richtungen durch die Galaxien wehen.

Je größer die Distanz, desto schwieriger die Beobachtung

Wie also belegen, was schlüssig klingt? Ferne Galaxien können Astronomen nur bedingt in allen Einzelheiten untersuchen – je größer die Distanz, desto schwieriger die Beobachtung. Daher muss ein Modell herhalten. PDS 456 ist dafür besonders gut geeignet.

Das System ist ein Quasar, auch wenn er sich aus kosmologischer Sicht in unserer Nachbarschaft befindet. Nur zwei Milliarden Lichtjahre ist er von uns entfernt. Mit Satellitenteleskopen konnten der Astrophysiker Emanuele Nardini von der Keele University in Großbritannien und seine Kollegen das System relativ leicht beobachten. Die ungewöhnlich große Masse seines Schwarzen Lochs macht es zudem zu einem guten Modell für die Vorgänge im jungen Universum.

"PDS 456 gibt uns einen Einblick in die kosmische Rückkopplung, die auf dem Höhepunkt der Quasar-Ära vor zehn Milliarden Jahren am Werk war", schreiben die Astrophysiker im Magazin Science. In eine Zeit kurz nach dem Urknall also, der Entstehung des Kosmos aus einem extrem heißen und Dichten Urzustand vor 13,9 Milliarden Jahren.

Zwei Jahre lang haben die Forscher ihr Objekt der Begierde ausgiebig mit den Teleskopen XMM und NuStar beobachtet. Ihre Messungen zeigen nun erstmals nicht nur die gewaltige Wucht des von dem Schwarzen Loch ausgehenden Winds, sondern auch, dass dieser Wind tatsächlich nahezu gleichmäßig in alle Richtungen weht. "In fernen Galaxien in einer ähnlichen Aktivitätsphase würden solche energiereichen Winde vollkommen ausreichen, um das Wachstum der Schwarzen Löcher und die Sternentstehung zu regulieren", schreibt das Forscherteam. Zumindest den Daten nach.