Dichtste paar actieve superzware zwarte gaten ooit bevestigd in vroege heelal

De James Webb Space Telescope (JWST) heeft een opmerkelijke ontdekking gedaan: het dichtstbijzijnde paar actieve superzware zwarte gaten dat ooit in het vroege heelal is bevestigd. Het systeem, genaamd LID-1166, bevindt zich op een afstand van ongeveer 4.900 lichtjaar (1,5 kiloparsec) van elkaar . Dat is een record voor een dubbel actief zwart gat in deze fase van de kosmische geschiedenis.

Het tweetal wordt waargenomen zoals het was toen het heelal pas 1,3 miljard jaar oud was – dat is ongeveer 10 procent van de huidige leeftijd van het heelal . De ontdekking werd mogelijk gemaakt door JWST's Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec), die twee compacte, gloeiende bronnen liet zien met de kenmerkende spectrale handtekening van snel ronddraaiend gas .

Waarom eerdere telescopen faalden: LID-1166 was al eerder opgemerkt als een röntgenbron in de Chandra COSMOS Legacy Survey, maar bleef volledig onzichtbaar in de diepste opnames van de Hubble-ruimtetelescoop. De reden: de zwarte gaten zijn omhuld door dicht gas en stof dat zichtbaar en nabij-infrarood licht blokkeert .

De rol van ALMA: De Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ontdekte grote hoeveelheden koud gas rond elk actief zwart gat. Volgens co-auteur Roberto Decarli wijst dit erop dat de twee zwarte gaten zich in het centrum van twee sterrenstelsels bevinden die op het punt staan te fuseren . Dit sluit exotische alternatieve scenario's uit en bevestigt dat het gaat om een echte, gasrijke galactische botsing.

Het onderzoek is gepubliceerd in Nature Astronomy en werd geleid door Hyewon Suh van NSF NOIRLab .

---

Primeur: drie actieve zwarte gaten in één sterrenstelsel

In een afzonderlijke, gelijktijdig gepubliceerde studie heeft een team onder leiding van Hannah Übler van het Max Planck Instituut voor Buitenaardse Fysica drie actieve superzware zwarte gaten in één sterrenstelsel geïdentificeerd: J0148-4214 .

Dit stelsel staat op meer dan 12,5 miljard lichtjaar van de aarde (overeenkomend met ongeveer 1,2 miljard jaar na de oerknal) . Twee van de zwarte gaten liggen dicht bij elkaar in het centrum van het stelsel, met een geprojecteerde afstand van slechts 620 lichtjaar – een aanwijzing dat ze op het punt staan te fuseren. Het derde zwarte gat bevindt zich ongeveer 5.500 lichtjaar van het centrum .

De ontdekking werd gedaan met JWST's NIRSpec in Integral Field Unit-modus (NIRSpec-IFS), een techniek die ruimtelijk opgeloste spectroscopie mogelijk maakt . De zwarte gaten hebben een geschatte massa van enkele miljoenen tot ongeveer 80 miljoen zonsmassa's .

Volgens Übler suggereren deze vondsten dat processen in het vroege heelal efficiënt waren in het bij elkaar brengen van massieve zwarte gaten, wat de weg vrijmaakt voor de fusies die toekomstige zwaartekrachtsgolfobservatoria hopen te detecteren .

---

Samen schetsen deze twee ontdekkingen een beeld van een jong heelal waarin superzware zwarte gaten snel groeiden door frequente fusies en gasrijke interacties – en waarin JWST's infraroodgevoeligheid nu details onthult die volledig onzichtbaar waren voor eerdere telescopen.