Изследването, публикувано в Astronomy and Astrophysics, описва три черни дупки, които се различават драстично по маса и поведение. Според изчисленията на екипа техните маси са съответно 80 милиона, 2 милиона и 600 хиляди пъти по-големи от масата на Слънцето. Учените отчитат един изненадващ парадокс, според който най-голямата черна дупка не е най-активната. Вместо това нейният най-малък съсед с маса от 600 000 слънца поглъща околното вещество със скорост, която надхвърля теоретичния максимум за нарастване на черните дупки, известен като лимит на Едингтън. Този извънреден свръхрастеж може най-накрая да обясни мистерията около това как някои черни дупки са успели да станат толкова огромни за толкова кратко време след Големия взрив.
Сливане и гравитационен откатРазпределението на обектите в J0148-4214 чертае вълнуваща картина за бъдещето на тази древна галактика. Две от черните дупки се намират в самото сърце на космическата структура, разделени от 620 светлинни години. Астрономите предвиждат, че те ще се слеят в едно през следващите няколкостотин милиона години, като така ще илюстрират процес, който е ключов за растежа на космическите гиганти.
Карта на галактиката J0148-4214 с местоположенията на трите черни дупки, отбелязани в черно. Източник: Hannah Übler
В същото време третата черна дупка е разположена далеч в периферията, на около 5500 светлинни години от центъра. За нейния произход изследователите имат две основни хипотези. Тя може да е остатък от по-ранно галактическо сблъскване, който е бил изхвърлен навън от мощна гравитационна вълна вследствие на ефекта на откат при сливането. Другата реална възможност е обектът тепърва да си проправя път към центъра на галактиката, където в далечното бъдеще ще се зароди сложен и зрелищен гравитационен танц между трите масивни тела.
Технологичният триумф на James WebbОткриването на трите черни дупки би било абсолютно невънможно без уникалните технически възможности на космическия телескоп James Webb (JWST). Поради постоянното разширяване на Вселената, светлината от древната галактика е разтеглена в много по-дълги и червени дължини на вълната с червено отместване z=5.02. Поради тази причина обектите са уловими основно в инфрачервения спектър. Екипът е използвал усъвършенствания инструмент NIRSpec-IFU и прецизната техника, наречена спектро-астрометрия.
Анализирайки как водородният газ се движи с екстремни скорости около силните гравитационни полета, астрономите успешно са разграничили светлинните сигнали на отделните източници. Без тези детайлни пространствени данни конвенционалните телескопи биха отчели сигналите просто като една-единствена черна дупка, пропускайки истинската същност на системата. Това епохално откритие категорично доказва, че процесите на галактически сблъсъци и сливания в ранната Вселена са били изключително интензивни, динамични и ефективни.