JWST entdeckt engstes Paar supermassereicher Schwarzer Löcher im frühen Universum

Astronomen haben das engste bisher bestätigte Paar aktiv fressender supermassereicher Schwarzer Löcher im frühen Universum entdeckt. Sie sind nur 4 900 Lichtjahre voneinander entfernt und befinden sich in einem verschmelzenden Galaxiensystem, das so beobachtet wurde, wie es nur 1,3 Milliarden Jahre nach dem Urknall existierte. Die Entdeckung, die mit dem James Webb Space Telescope und dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in Chile gemacht wurde, wurde zur Veröffentlichung in Nature Astronomy angenommen.livescience

Das System, bekannt als LID-1166, wurde erstmals als Röntgenquelle im Chandra COSMOS Legacy Survey erkannt, blieb jedoch selbst auf den tiefsten Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops unsichtbar. Der Near-Infrared Spectrograph des JWST enthüllte zwei kompakte, leuchtende Quellen, deren spektrale Signaturen auf Gas hindeuteten, das mit hoher Geschwindigkeit wirbelt – ein Markenzeichen aktiv fressender Schwarzer Löcher.livescience

Durch kosmischen Staub blicken

"Dieser Schritt der Entdeckung war nur dank der exquisiten Bildgebungs- und spektroskopischen Fähigkeiten des JWST möglich, insbesondere durch das Instrument NIRSpec", sagte Co-Autor Roberto Decarli, Astronom am italienischen Nationalinstitut für Astrophysik in Bologna. "Ähnliche Beobachtungen vom Boden aus wären aufgrund der schlechten Transparenz der Atmosphäre bei diesen Wellenlängen extrem schwierig gewesen."livescience

Obwohl andere Kandidaten für duale Schwarze Löcher bereits zu noch früheren kosmischen Zeiten gesichtet wurden, waren diese Paare zehntausende Lichtjahre oder mehr voneinander entfernt. LID-1166 stellt den ersten bestätigten Fall von zwei Schwarzen Löchern dar, die in einer so frühen Epoche so nah beieinander existieren.livescience

ALMA-Daten enthüllten zudem große Ansammlungen von kaltem Gas, die mit jedem Schwarzen Loch verbunden sind, was auf zwei Galaxien kurz vor der Verschmelzung hindeutet – und Szenarien ausschließt, in denen ein Schwarzes Loch aus seiner Wirtsgalaxie ausgestoßen wurde.livescience

Eine Welle von Entdeckungen Schwarzer Löcher im frühen Universum

Die Ergebnisse erscheinen zeitgleich mit einer separaten Studie, die diese Woche in Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wurde und die erste Entdeckung von drei aktiven supermassereichen Schwarzen Löchern innerhalb einer einzigen Galaxie meldete. Das System J0148-4214 ist mit 12,5 Milliarden Lichtjahren noch weiter entfernt und enthält zwei zentrale Schwarze Löcher, die nur 620 Lichtjahre voneinander entfernt sind, sowie ein drittes, das 5 500 Lichtjahre vom Zentrum entfernt liegt.dailygalaxy+2

Zusammengenommen deuten diese Entdeckungen darauf hin, dass Galaxienverschmelzungen bereits in der ersten Milliarde Jahre des Universums das Wachstum und die Paarbildung Schwarzer Löcher vorantrieben – ein Prozess, der lange theoretisch vorhergesagt, aber erst jetzt direkt beobachtet wurde.

"Das Bemerkenswerte hier ist, diesen Prozess in einem verdeckten Paar aufzulösen, das nur 1,5 Kiloparsec voneinander entfernt ist", sagte Anna Trindade Falcão, Astrophysikerin am Goddard Space Flight Center der NASA, die nicht an der LID-1166-Studie beteiligt war. Dies, fügte sie hinzu, "ist der erste Schritt zur Aufdeckung einer verborgenen Population Schwarzer Löcher, von der wir theoretisch wissen, dass sie existieren sollte."livescience