Ein internationales Astronomieteam unter der Leitung der University of York berichtete kürzlich, dass sie den schnellsten Schwarzen-Loch-Wind entdeckt haben, der jemals im ultravioletten Band in der Nähe eines entfernten Quasars beobachtet wurde. Die Geschwindigkeit des Gasaustritts beträgt bis zu etwa 30 % der Lichtgeschwindigkeit, was den Beobachtungsrekord ultravioletter Quasarwinde bricht und beispiellose Hinweise zum Verständnis der heftigen Wechselwirkung zwischen supermassiven Schwarzen Löchern und Wirtsgalaxien liefert.
Untersuchungen zeigen, dass dieser Ausfluss aus dem Quasar J2318 nicht nur unglaublich schnell ist, sondern auch in Umgebungen mit extrem starker Strahlung sichtbare chemische Fingerabdrücke hinterlässt, was es für Theoretiker schwierig macht zu erklären, wie er auf relativistische Geschwindigkeiten beschleunigen und gleichzeitig die Beobachtbarkeit aufrechterhalten kann.
Berichten zufolge befindet sich J2318 im Bereich „Großer Platz“ von Pegasus. Es ist ein typischer Quasar. Die Masse seines zentralen Schwarzen Lochs beträgt etwa das 1,7-Milliarden-fache der Sonne. Aber das wirklich Außergewöhnliche ist der Gaswind, den er in Richtung Erde ausstößt und der mit etwa 30 % der Lichtgeschwindigkeit durch den Weltraum strömt. Teammitglied Patrick Hall, Professor an der University of York, sagte, es sei nicht ungewöhnlich, strahlungsgetriebene Gaswinde in Quasaren zu sehen, aber die Beobachtung solcher Hochgeschwindigkeitsausflüsse im ultravioletten Band sei beispiellos und mache J2318 zum „schnellsten Mitglied“ der aktuellen Aufzeichnung ultravioletter Quasarwinde.
Lucas Seaton, der Erstautor der Studie, wies darauf hin, dass, wenn wir die Wetteranalogie der Erde verwenden, die „Windstärke“ dieses Gaswinds einem „Hurrikan der Kategorie 79“ entspricht und die Windgeschwindigkeit mit jedem Anstieg der „Stufe“ um etwa 20 % zunimmt. Diese Bildmetapher unterstreicht ihre extreme Geschwindigkeit und Zerstörungskraft. Obwohl Ausflüsse mit höherer Geschwindigkeit im Röntgenband entdeckt wurden, hält J2318 immer noch einen Rekord bei Ultraviolettbeobachtungen. Seine extrem hohe Helligkeit und intensive Strahlung machen es zu einem idealen Labor für die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der Aktivität Schwarzer Löcher und der Galaxienentwicklung.
Diese Entdeckung deckte auch ein wichtiges physikalisches Problem auf: Es ist der riesige Photonenstrom, der vom Quasar selbst freigesetzt wird, der das Gas auf solch hohe Geschwindigkeiten beschleunigt. Dieselbe Strahlung entzieht Atomen jedoch Elektronen, wodurch Ionen von Elementen wie Kohlenstoff und Silizium ihre erkennbaren spektralen Eigenschaften verlieren. Im Spektrum von J2318 sahen die Forscher jedoch deutlich die Absorptionslinien von Kohlenstoff- und Siliziumionen, die sich mit relativistischen Geschwindigkeiten bewegten, was bedeutet, dass das Gas während des Prozesses der starken Strahlungsbeschleunigung immer noch einige Elektronen zurückhält, was eine neue Herausforderung für die bestehende Theorie darstellt, „wie man das Gas auf 30 % der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, ohne es vollständig zu ionisieren“.
Dieser Abfluss in Rekordhöhe war nicht auf einen neuen Beobachtungsplan zurückzuführen, sondern wurde aus der langfristigen Ansammlung von SDSS-Daten (Sloan Digital Sky Survey) „gereinigt“. Mariana Veltri, eine Studentin an der University of York, identifizierte als Studentin die ungewöhnlichen spektralen Eigenschaften von J2318. Anschließend nutzte Hall eine vom Studenten Zhu Zezhou entwickelte Software zur weiteren Analyse und Bestätigung, dass es ein seltenes Hochgeschwindigkeits-Ausflusssignal gab, und beantragte schnell die Nutzung des 8-Meter-Frederick C. Gillett Gemini North Telescope auf Hawaii für Tracking-Beobachtungen, was letztendlich seine rekordverdächtige Windgeschwindigkeit bestätigte.
Hall erklärte, dass der Spektrograph des Sloan Survey das Licht von Sternen, Galaxien und Quasaren in detaillierte Spektren zerlegt, anhand derer anomale Ziele identifiziert werden können, so wie ein Regenbogen das Sonnenlicht in verschiedene Farben aufteilt. Er betonte, dass groß angelegte Himmelsvermessungsprojekte und moderne Datenverarbeitungstools das Entdeckungsmodell verändern. Früher konnten nur Doktoranden oder Doktoranden Entdeckungen machen. Jetzt können Studenten auch neue extreme Himmelsobjekte in riesigen Spektraldaten entdecken und so der astrophysikalischen Forschung neue Impulse verleihen.
Das Forscherteam wies darauf hin, dass die Bedeutung von Quasarwinden weit über ein einzelnes Schwarzes Loch selbst hinausgeht. Es gibt immer mehr Beweise dafür, dass starke Winde von Schwarzen Löchern eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Galaxien spielen können, indem sie galaktisches Gas erhitzen, die Sternentstehung hemmen oder auslösen und Materie in großem Maßstab umverteilen. Co-Autorin Paola Rodriguez Hidalgo, eine Forscherin an der University of Washington Bothell, sagte, dass diese Art von extremen Ausflüssen in langjährigen theoretischen Modellen das fehlende Bindeglied zwischen der „Rückkopplung Schwarzer Löcher“ und der Gesamtentwicklung von Galaxien sein könnte. Obwohl verwandte Prozesse seit vielen Jahren in Galaxienentstehungssimulationen einbezogen werden, ist noch viel Arbeit erforderlich, um diese Modelle durch Beobachtungen genau einzuschränken und zu korrigieren.
Derzeit versucht das Team weiterhin nach ähnlichen oder sogar schnelleren ultravioletten Flüssen im Universum in unterschiedlichen Entfernungen und zu unterschiedlichen Zeiten zu suchen, aber Systeme wie J2318 scheinen äußerst selten zu sein, und selbst in jahrzehntelangen Beobachtungsdaten gibt es nur wenige Objekte, die mit seiner Geschwindigkeit mithalten können. Dennoch wird jede Entdeckung solch extremer Quasarwinde den Wissenschaftlern helfen, den Grenzen dessen, was supermassive Schwarze Löcher erreichen können, näher zu kommen und zu klären, wie diese „kosmischen Motoren“ das Schicksal ihrer Galaxien auf Zeitskalen von Milliarden Jahren beeinflussen.
Die Forschungsarbeit trägt den Titel „A New Member of the Fast and Ruthless Family: Relativistic and Time-Variable Ultraviolet Outflow in a Highly Luminous Quasar“ und wurde am 4. Juni 2026 im Astrophysical Journal veröffentlicht. Sie bietet einen wichtigen Beobachtungsmaßstab für zukünftige verwandte Theorien und numerische Simulationen. Wie Co-Autorin Liliana Flores sagte, ist es nicht einfach, schnellere Ausflüsse als J2318 im ultravioletten Band zu finden, aber das Team wird seine Suche vom nahen Universum bis in die Tiefen des beobachtbaren Universums fortsetzen, in der Hoffnung, das Verständnis der Menschheit über Schwarze Löcher und ihren enormen Einfluss weiter zu erweitern.