Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä on löytänyt samasta galaksista kolme aktiivisesti ainetta keräävää supermassiivista mustaa aukkoa. Galaksi J0148-4214 sijaitsee yli 12,5 miljardin valovuoden päässä Maasta, joten sitä tarkastellaan sellaisena kuin se oli noin 1,2 miljardia vuotta alkuräjähdyksen jälkeen.
Tutkijaryhmän löydökset on julkaistu Astronomy & Astrophysics -tiedejulkaisussa. Asiasta uutisoi muun muassa Phys.org.
”Tämä on ensimmäinen todiste kolmesta aktiivisesta mustasta aukosta yhdessä galaksissa kaukaisessa maailmankaikkeudessa”, sanoo tutkimuksen pääkirjoittaja ja tutkimusryhmän johtaja Hannah Übler.
Tutkijat laskivat galaksin etäisyyden sen punasiirtymän eli valon aallonpituuden kasvun perusteella ja totesivat sen valon kulkeneen Maahan noin 12,5 miljardia vuotta.
Mustista aukoista kaksi sijaitsee galaksin keskustassa. Niiden välinen etäisyys on taivaalle projisoituna vain noin 620 valovuotta. Kolmas musta aukko sijaitsee galaksin ulko-osassa noin 5 500 valovuoden päässä keskustasta.
”Se viittaa siihen, että varhaisen maailmankaikkeuden prosessit toivat massiivisia mustia aukkoja tehokkaasti yhteen ja loivat edellytykset massiivisten mustien aukkojen sulautumisille, joita odotamme havaitsevamme tulevilla gravitaatioaalto-observatorioilla”, Übler sanoo.
Tutkijat tunnistivat mustat aukot niiden spektrijäljistä eli mustien aukkojen gravitaatiokentässä suurella nopeudella liikkuvien vetyatomien merkeistä. Galaksin keskiosan spektrissä näkyi monimutkainen rakenne, jonka selittää parhaiten kaksi lähellä toisiaan sijaitsevaa mustaa aukkoa.
Kahden keskimmäisen kohteen erottamiseen ryhmä käytti spektroastrometriaa, jolla voidaan mitata tarkasti galaksin viivaemission paikan muutoksia. Menetelmän avulla mustien aukkojen sijainnit voitiin määrittää, vaikka niitä ei pystytty erottamaan toisistaan erillisinä pistemäisinä kohteina. Kolmas musta aukko havaittiin galaksin ulko-osassa.
Mustien aukkojen massoiksi arvioitiin noin 80 miljoonaa, 0,6 miljoonaa ja kaksi miljoonaa Auringon massaa. Massiivisin musta aukko kerää ainetta hitaammin kuin sen lähellä sijaitseva 0,6 miljoonan Auringon massainen musta aukko. Pienempi musta aukko kerää ainetta niin voimakkaasti, että sen kertymisnopeus ylittää mustien aukkojen kasvua kuvaavien perusteorioiden ennustaman kirkkauden raja-arvon eli Eddingtonin rajan.
”James Webb -avaruusteleskoopin aineiston avulla pystyimme paitsi tunnistamaan kolme mustaa aukkoa myös arvioimaan niiden massat, kertymisnopeudet ja galaksin tähtimassan”, sanoo tutkimuksen toinen kirjoittaja Giovanni Mazzolari.
”Havaitsemme tähtien kokonaismassaksi noin 1,3 miljardia Auringon massaa, ja mustat aukot muodostavat siitä merkittävän osuuden.”
Keskustan mustien aukkojen parin arvioidaan sulautuvan seuraavien muutaman sadan miljoonan vuoden aikana. Galaksin keskustan ulkopuolella sijaitseva kolmas musta aukko saattaa olla aiemman sulautumisen jäänne, gravitaatioaaltojen keskustasta syrjäyttämä tai parhaillaan kohti keskustaa vaeltava musta aukko.
”Nämä tulokset ovat äärimmäisen jännittäviä”, sanoo tutkimuksen toinen kirjoittaja Roberto Maiolino.
”Ne viittaavat siihen, että mustien aukkojen sulautuminen saattaa olla niiden nopealle kasvulle varhaisessa maailmankaikkeudessa ylimääräinen ja nopea reitti.”
