Webbs schärfster Blick auf den Rand eines Schwarzen Lochs

Eine neue, verblüffende Nahaufnahme des hungrigen Herzens einer Galaxie

Am 13. Januar 2026 veröffentlichte ein Team, das das James Webb Space Telescope (JWST) nutzt, ein Bild, das zum ersten Mal die unmittelbare staubige Umgebung um ein nahegelegenes supermassereiches Schwarzes Loch mit interferometrischer Klarheit auflöst. Das Ziel, die etwa 13 Millionen Lichtjahre entfernte Circinus-Galaxie, hat Astronomen lange Zeit frustriert, da ihr Kern einen unerklärlichen Überschuss an Infrarotlicht aufweist. Webbs Beobachtungen mittels Nahinfrarot-Aperturmaskierung zeigen, dass der Großteil dieses Leuchtens von der Innenseite einer kompakten, donutförmigen Staubscheibe stammt, die das Schwarze Loch speist – und nicht von heißen Winden, die Material wegblasen. Diese scharfe, weltraumgestützte interferometrische Ansicht verspricht, eine jahrzehntealte Debatte darüber zu beenden, wo aktive Galaxienkerne ihr Infrarotlicht verbergen und wie Schwarze Löcher mit ihren Wirtsgalaxien interagieren.

Aperturmaskierung: Wie Webb zu einem größeren Teleskop wird

Das Ergebnis beruht auf einem ungewöhnlichen Beobachtungstrick. Das NIRISS-Instrument des JWST enthält ein Aperturmaskierungs-Interferometer (AMI) – eine physische Maske mit sieben sechseckigen Löchern, die über der Pupille des Teleskops platziert ist. Indem Webb in ein kleines Interferometer verwandelt wird, gewinnt AMI Informationen auf Skalen zurück, die etwa doppelt so fein sind wie die nominelle Beugungsgrenze des Teleskops, was für diese Messungen effektiv eine räumliche Auflösung ergibt, die einem etwa 13-Meter-Teleskop entspricht. Dieser Gewinn an Schärfe ermöglichte es dem Team, Strukturen von nur wenigen Parsec Größe im Zentrum der Galaxie zu isolieren und die Emissionen des Torus, der Akkretionsscheibe und jeglichen ausströmenden Materials voneinander zu trennen. Die Technik wurde bei zwei Besuchen in Circinus im Juli 2024 und März 2025 eingesetzt, um den Datensatz aufzubauen.

Was das Bild tatsächlich zeigt

Auf den von Webb untersuchten Skalen – einer etwa 33 Lichtjahre großen Region um den Kern – stellt die neue Analyse fest, dass etwa 87 % des überschüssigen mittleren Infrarotlichts von der Innenseite des Torus stammen: einer kompakten, äquatorialen Staubscheibe, die erhitzt wird, während sie Material in die zentrale Antriebsquelle leitet. Weniger als 1 % des gemessenen Infrarotflusses kann heißem Staub in ausströmenden Winden zugeschrieben werden, während der verbleibende Anteil von ausgedehnterem Staub stammt, der durch den aktiven Kern oder damit verbundene Radiostrukturen erhitzt wird. Mit anderen Worten: Der dominante Infrarot-Fingerabdruck in Circinus ist Akkretion, nicht Ejekta. Dieses Gleichgewicht ist der Schlüssel zum Verständnis, wie sich das Schwarze Loch speist und wie viel Energie es an seine Umgebung zurückgibt.

Warum dies ein langjähriges Infrarot-Rätsel löst

Jahrelang hatten Beobachter einen Infrarot-„Überschuss“ um einige aktive Galaxienkerne (AGN) festgestellt – mehr Emissionen, als einfache Akkretionsscheibenmodelle vorhersagten. Bodengebundenen Interferometern und Weltraum-teleskopen fehlte die Kombination aus Empfindlichkeit und Kontrast, die erforderlich ist, um konkurrierende Lichtquellen in staubigen, überfüllten Galaxienzentren zu trennen. Konkurrierende Erklärungen führten dies auf heiße Staubwinde zurück, die vom Schwarzen Loch ausgehen, auf gestreutes Sternenlicht aus dem galaktischen Bulge oder auf Emissionen aus dem inneren Torus. Webbs interferometrisches Bild entscheidet diesen Fall in Circinus, indem es direkt zeigt, woher das Licht stammt und welche physikalischen Prozesse in diesem Objekt dominieren. Das ist von Bedeutung, denn ob das Licht eines AGN von Ausflüssen oder von einer kompakten Fütterungsstruktur stammt, verrät, ob das Schwarze Loch primär Gas umverteilt (was die Sternentstehung unterdrücken kann) oder ruhig Material akkreditiert, ohne seine Wirtsgalaxie auseinanderzusprengen.

Auswirkungen auf die Galaxienentwicklung und das AGN-Feedback

Schwarze Löcher und Galaxien wachsen zusammen, aber der Kopplungsmechanismus – wie Schwarze Löcher das Gas, das Sterne bildet, erhitzen, ausstoßen oder anderweitig kontrollieren – bleibt eine zentrale Unsicherheit in der Astrophysik. Wenn viele nahegelegene AGN Circinus ähneln und der Großteil der nuklearen Infrarotemission von kompakten Staubscheiben stammt, müssen Modelle, die ein signifikantes Feedback auf galaktischer Ebene anhaltenden, staubhaltigen Winden zuschreiben, für Kerne mit mäßiger Leuchtkraft möglicherweise revidiert werden. Umgekehrt könnten hellere AGN immer noch winddominiert sein; das Webb-Team warnt ausdrücklich davor, dass Circinus nur ein Datenpunkt ist und dass die intrinsische Leuchtkraft und Geometrie das Ergebnis verändern werden. Was die neue Arbeit jedoch liefert, ist eine erprobte Beobachtungstechnik, um diese Fälle sauber zu unterscheiden.

Technische Vorbehalte und Einschränkungen

Wie es weitergeht

Die unmittelbare Priorität besteht darin, diesen Ansatz bei einer bescheidenen, aber repräsentativen Stichprobe nahegelegener AGN zu replizieren: Das Team schlägt ein Dutzend bis einige Dutzend Ziele vor, die einen Bereich von Leuchtkräften und Inklinationen abdecken, um festzustellen, ob Circinus typisch oder eine Ausnahme ist. Beobachter werden zudem AMI-Karten mit ALMA-Tracern für kaltes Gas und mit der Spektroskopie des JWST kombinieren, um die Staubmorphologie mit der Kinematik von molekularem und ionisiertem Gas zu verknüpfen – dem eigentlichen Treibstoff und den Abgasen der Fütterung Schwarzer Löcher. Eine solche Multiwellenlängen-Synthese wird uns verraten, ob kompakte Staubscheiben der Sternentstehung routinemäßig Gas entziehen oder ob Winde immer noch auf eine Weise dominieren, die das galaxienweite Wachstum reguliert.

Kontext für zukünftige Einrichtungen

Das Ergebnis unterstreicht zwei breitere Trends. Erstens kann der kluge Einsatz bestehender Instrumente – hier die Aperturmaskierung am JWST – zu Durchbrüchen ohne neue Hardware führen. Zweitens wird das Erreichen eines statistischen Verständnisses der AGN-Physik wahrscheinlich sowohl eine hohe Winkelauflösung als auch eine breite Wellenlängenabdeckung erfordern, was die Argumente für zukünftige Weltrauminterferometer und bodengebundene Arrays der nächsten Generation stärkt. Vorerst ist Webbs scharfer Blick auf den Rand eines Schwarzen Lochs eine Erinnerung daran, dass sich einige der folgenreichsten physikalischen Phänomene des Universums immer noch auf sehr kleinen Winkelskalen verbergen und dass beobachterischer Erfindungsreichtum sie in den Fokus rücken kann.

Quellen

• Nature Communications (Forschungsarbeit: "JWST interferometric imaging reveals the dusty disk obscuring the supermassive black hole of the Circinus galaxy")
• University of South Carolina (Forschungsgruppe von Enrique López-Rodríguez)
• Space Telescope Science Institute (NIRISS-Instrument und AMI-Modus)
• NASA / James Webb Space Telescope (Missions- und Pressematerialien)
• arXiv-Preprint: "JWST interferometric imaging reveals the dusty disk obscuring the supermassive black hole of the Circinus galaxy"