Roberto Decarli, medförfattare till studien, kommenterade: ”Detta steg i upptäckten kunde bara ske tack vare JWST:s utomordentliga bild- och spektroskopikapacitet, särskilt instrumentet NIRSpec. Motsvarande observationer från marken skulle vara extremt svåra på grund av atmosfärens dåliga genomsläpplighet vid dessa våglängder.”
Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) upptäckte stora mängder kall gas i anslutning till varje aktiv galaxkärna. Decarli noterade att detta ”tyder på att de två AGN:erna befinner sig i centrum av två galaxer som är på väg att slå samman.” Närvaron av en kall, gasrik galaktisk miljö runt varje svart hål uteslöt exotiska alternativa bildningsscenarier och bekräftade en äkta gasrik galaxfusion .
Studien har publicerats i tidskriften Nature Astronomy (preprint arXiv:2607.19491).
I en separat studie, ledd av Hannah Übler vid Max Planck-institutet för utomjordisk fysik, identifierades tre aktivt uppslukande supermassiva svarta hål i en enda galax – J0148-4214 .
Galaxen befinner sig mer än 12,5 miljarder ljusår från jorden (rödförskjutning z=5,0167), vilket motsvarar ungefär 1,2 miljarder år efter Big Bang – ännu tidigare än LID-1166 .
Två av de svarta hålen ligger tätt tillsammans i galaxens centrum, med en projicerad separation på endast 620 ljusår, vilket tyder på att de är på väg att slå samman. Det tredje svarta hålet befinner sig längre ut i galaxens ytterområden, omkring 5 500 ljusår från centrum .
Forskarna använde JWST:s NIRSpec i Integral Field Unit-läge (NIRSpec-IFS) – rumsligt upplöst spektroskopi – för att detektera de svarta hålen genom deras spektrala fingeravtryck. Varje svart hål identifierades genom bred H-alfa-emission (FWHM 430–2 920 km/s) utan motsvarande förbjudna linjer, en tydlig signatur av gas som kretsar runt ett massivt svart hål .
Detta är första gången tre aktiva supermassiva svarta hål observerats i en enda galax i det avlägsna universum. Übler sade: ”Det tyder på att processer i det tidiga universum var effektiva när det gällde att föra samman massiva svarta hål, vilket banar väg för de sammanslagningar av massiva svarta hål som vi förväntar oss att upptäcka med framtida gravitationsvågsobservatorier.” De uppskattade massorna sträcker sig från några miljoner upp till cirka 80 miljoner solmassor
. Studien publicerades i Astronomy & Astrophysics (BlackTHUNDER-projektet)
.
Tillsammans målar de båda upptäckterna upp en bild av ett ungt universum där supermassiva svarta hål växte snabbt genom täta sammanslagningar och gasrika interaktioner – och där JWST:s infraröda känslighet nu avslöjar svarta hålpar och tripplar som var helt osynliga för tidigare teleskop.