JWST avslöjar det tätaste paret av svarta hål i det tidiga universumet

Astronomer har upptäckt det tätaste paret av aktiva supermassiva svarta hål som någonsin bekräftats i det tidiga universumet. De befinner sig bara 4 900 ljusår från varandra i ett galaxsystem som håller på att smälta samman, observerat så som det existerade bara 1,3 miljarder år efter Big Bang. Upptäckten, som gjorts med hjälp av James Webb-teleskopet och Atacama Large Millimeter/submillimeter Array i Chile, har accepterats för publicering i Nature Astronomy.livescience

Systemet, känt som LID-1166, upptäcktes först som en röntgenkälla i Chandra COSMOS Legacy Survey men förblev osynligt även på de djupaste bilderna från Hubble-teleskopet. JWST:s Near-Infrared Spectrograph avslöjade två kompakta, lysande källor vars spektralsignaturer indikerade gas som virvlade i hög hastighet – ett kännetecken för aktiva svarta hål.livescience

Genom kosmiskt damm

"Detta steg i upptäckten kunde bara ske tack vare de enastående bild- och spektroskopiska egenskaperna hos JWST, och i synnerhet dess instrument NIRSpec," säger medförfattaren Roberto Decarli, astronom vid det italienska nationella institutet för astrofysik i Bologna. "Liknande observationer från marken skulle vara extremt utmanande på grund av atmosfärens dåliga transparens vid dessa våglängder."livescience

Även om andra kandidater för dubbla svarta hål har observerats vid ännu tidigare kosmiska tidpunkter, var dessa par separerade med tiotusentals ljusår eller mer. LID-1166 representerar det första bekräftade fallet av två svarta hål som existerar så nära varandra under en så tidig epok.livescience

ALMA-data avslöjade vidare stora ansamlingar av kall gas kopplade till varje svart hål, vilket pekar på två galaxer på gränsen till en sammanslagning – och utesluter scenarier där ett svart hål hade kastats ut från sin värdgalax.livescience

En våg av upptäckter av svarta hål i det tidiga universumet

Fynden kommer samtidigt som en separat studie publicerad denna vecka i Astronomy & Astrophysics, som rapporterade den första detekteringen av tre aktiva supermassiva svarta hål i en och samma galax. Systemet, J0148-4214, är ännu mer avlägset på 12,5 miljarder ljusår och innehåller två centrala svarta hål separerade med bara 620 ljusår, plus ett tredje placerat 5 500 ljusår från centrum.dailygalaxy+2

Tillsammans tyder dessa upptäckter på att galaxkollisioner redan drev tillväxt och parbildning av svarta hål under universums första miljard år – en process som länge förutspåtts av teorier men som först nu observeras direkt.

"Det slående här är att kunna lösa upp denna process i ett dolt par som bara är 1,5 kiloparsec från varandra," säger Anna Trindade Falcão, astrofysiker vid NASA:s Goddard Space Flight Center, som inte var involverad i LID-1166-studien. Detta, tillägger hon, "är det första steget mot att avslöja en dold population av svarta hål som vi i teorin vet borde existera."livescience