Astronomové odkrili tri supermasivne črne luknje, ki nabirajo snov znotraj iste galaksije, ki je več kot 12,5 milijard svetlobnih let oddaljena od Zemlje. Najdenje omogoča ogled prizora, ki se je zgodil, ko je vesolje bilo še zelo mlado, le okoli 1.200 milijonov let po Velikem poka.
Galaksija, ki jo imenujejo J0148-4214, vsebuje dve od teh črnih luknj blizu središča, ločeni za zgolj 620 svetlobnih let. Tretja se nahaja precej dlje, približno 5.500 svetlobnih let od galaktičnega središča. Znanstveniki menijo, da se bosta dva osrednja objekta kmalu združila v nekaj sto milijonih let.
Galaksija, ki je gostila tri aktivne črne luknje
Vse tri črne luknje rastejo tako, da absorbirajo snov, ki se nahaja okoli njih. Aktivnost so opazili po signalih, ki jih oddaja vodikov plin, ko se ta plin giblje z izjemno visokimi hitrostmi v bližini teh teles.
- 55-metrska kamnita grobnica z “antenami”, odkrita v puščavi Sahara, je bila zgrajena pred več kot 4.000 leti
- Brez inženirskega naslova in s 13 leti spletnega učenja: mladi izumitelj je zgradil ‘leteči avto’ pred Teslo
Zemljevid oddaljene galaksije J0148-4214 v ioniziranem vodiku (Hα). Lokacije treh masivnih črnih luknj so označene s črnimi krogi (brez merila). Slika: MPE
V osrednjem območju galaksije J0148-4214 so astronomski opazovalci zaznali posebej zapleten vzorec svetlobe, ki ga oddaja vodik. Najverjetnejša razlaga je bila, da tam ni en črni luknji, temveč sta dve zelo blizu drug drugega.
“To je prvi dokaz treh aktivnih črnih lukenj v eni sami galaksiji v oddaljenem vesolju,” je dejala Hannah Übler, vodja raziskovalne skupine na Inštitutu Max Planck za fiziko izven Zemlje in glavna avtorica študije.
Da bi ločili dva osrednja črna luknja, je ekipa uporabila tehniko, ki omogoča zaznavanje majhnih premikov v položajih svetlobnih signalov. Tako so lahko locirali oba objekta, čeprav teleskop nista mogla opazovati kot dve ločeni točki.
Njihove mase so zelo različne
Vse tri črne luknje izstopajo po presenetljivih razlikah v svojih velikostih. Največja masa znaša približno 80 milijonov sončevih mas, medtem ko druga in tretja dosegata približno 600.000 in 2 milijona sončevih mas.
Vendar največja črna luknja ni tista, ki največ hitro raste. Najmanjša, s maso okoli 600.000 sončevih mas, nabira snov s hitrostjo, ki presega največje ocene osnovnih modelov o rasti teh objektov.
Vesoljski teleskop James Webb je omogočil izračunavanje ne le mas in hitrosti rasti treh črnih lukenj, temveč tudi zvezdno maso same galaksije. “Podatki JWST so nam omogočili ne le identifikacijo treh črnih lukenj, temveč tudi oceno njihovih mas, hitrosti akrecije in zvezdno maso galaksije,” je pojasnil Giovanni Mazzolari, raziskovalec na Inštitutu Max Planck za fiziko izven Zemlje. “Našli smo skupno zvezdno maso okoli 1,3 milijarde sončevih mas, pri čemer črne luknje predstavljajo znaten delež te mase.”
Prihodnja združitev bi lahko ustvarila še večjo črno luknjo
Približnost med dvema osrednjima črnima luknjama kaže na prihodnje srečanje. Po mnenju raziskovalcev bi se oba morala združiti v nekaj sto milijonih let. Ta postopek bi lahko ustvaril še večjo črno luknjo in pomagal razložiti, kako so ti objekti že v tako zgodnjih etapah vesolja dosegli izjemne velikosti.
“Ti rezultati so izjemno vzburjajoči. Nakazujejo, da bi združitev črnih lukenj lahko bila dodatna in hitra pot za njihovo pospešeno rast v zgodnjem vesolju,” je dejal Roberto Maiolino, profesor na Univerzi Cambridge in soudeležen av študije.
Tretja črna luknja postavlja še eno možnost. Njen položaj, ki je odmaknjen od središča, bi lahko bil posledica stara združitve, ki ga je izgnala na zunanjo stran z močnim gravitacijskim šokom. Lahko pa se tudi počasi približuje središču in s časom komunicira z ostalima dvema.
Odkritje prav tako dokazuje zmogljivost teleskopa James Webb, da bi našel črne luknje, ki bi sicer ostale skrite. Znanstveniki menijo, da bi lahko tudi druge oddaljene galaksije gostile podobne sisteme, ki jih še niso odkrili.
