James Webb finder tætteste par af aktive supermassive sorte huller nogensinde bekræftet i det tidlige univers

Medforsker Roberto Decarli udtaler: "Dette skridt i opdagelsen kunne kun ske takket være JWST's enestående billeddannende og spektroskopiske evner, især instrumentet NIRSpec. Tilsvarende observationer fra jorden ville være ekstremt vanskelige på grund af atmosfærens dårlige gennemsigtighed ved disse bølgelængder."

ALMA bekræfter – det er en galaksesammensmeltning

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) detekterede store mængder kold gas omkring hvert sort hul. Decarli forklarer, at dette "peger på, at de to AGN befinder sig i centrum af to galakser, der er på randen af at smelte sammen." Tilstedeværelsen af et koldt, gasrigt galaktisk miljø omkring hvert sort hul hjalp med at udelukke alternative, eksotiske dannelsesscenarier og bekræftede, at der er tale om en ægte, gasrig galaksefusion.

Studiet er publiceret i tidsskriftet Nature Astronomy (accepteret; preprint arXiv:2607.19491).

Tre sorte huller i én galakse – en anden sensation

Samtidig med opdagelsen af LID-1166 har et andet hold, ledet af Hannah Übler fra Max Planck Instituttet for Udenjordisk Fysik, identificeret tre aktivt akkrediterende supermassive sorte huller i den samme galakse, kaldet J0148-4214.

Galaksen befinder sig mere end 12,5 milliarder lysår fra Jorden (rødforskydning z=5,0167), hvilket svarer til omkring 1,2 milliarder år efter Big Bang.

To af de sorte huller sidder tæt sammen i galaksens centrum, adskilt af kun 620 lysår i projektion, hvilket tyder på, at de er på nippet til at smelte sammen. Et tredje sort hul befinder sig længere ude i galaksens periferi, omkring 5.500 lysår fra centrum.

Holdet brugte JWST's NIRSpec i Integral Field Unit-tilstand (NIRSpec-IFS), som muliggør rumligt opløst spektroskopi. Hvert sort hul blev identificeret via bred H-alfa-emission (FWHM 430–2.920 km/s) uden en forbudt linje-modstykke – en tydelig signatur af gas, der kredser om et massivt sort hul.

Übler siger: "Det tyder på, at processer i det tidlige univers var effektive til at bringe massive sorte huller sammen, hvilket baner vejen for de massive sort-hul-sammensmeltninger, som vi forventer at detektere med fremtidige gravitationsbølgeobservatorier." De estimerede masser spænder fra et par millioner til omkring 80 millioner solmasser. Studiet er publiceret i Astronomy & Astrophysics (BlackTHUNDER-projektet).

Hvad betyder det alt sammen?

Tilsammen tegner disse to resultater et billede af et ungt univers, hvor supermassive sorte huller voksede sig store gennem hyppige fusioner og gasrige interaktioner. JWST's infrarøde følsomhed afslører nu tætte sort-hul-par og -tripler, der var fuldstændig usynlige for tidligere teleskoper – og giver dermed afgørende ny viden om galaksers og sort-huls udvikling.