In een ontdekking die het woord 'overpresteren' tekort doet, hebben astronomen drie actief voedende superzware zwarte gaten gevonden in een enkel sterrenstelsel op meer dan 12,5 miljard lichtjaar van de aarde. De kosmische trifecta, gelegen in sterrenstelsel J0148-4214, werd geïdentificeerd door een internationaal team onder leiding van het Max Planck Instituut voor Buitenaardse Fysica (MPE), en biedt een zeldzame blik op hoe enorme zwarte gaten groeiden en met elkaar omgingen tijdens de vroegste fasen van het universum - want één zwart gat per sterrenstelsel was duidelijk niet ambitieus genoeg.

Alle drie de zwarte gaten verzamelen actief materie, die via omringende schijven van gas en ander materiaal naar hen toe spiraliseert. Omdat het sterrenstelsel zo ver weg is, heeft zijn licht ongeveer 12,5 miljard jaar door de ruimte gereisd voordat het de aarde bereikte, wat betekent dat astronomen het waarnemen zoals het bestond slechts 1,2 miljard jaar na de Oerknal. Ter vergelijking: dat is ongeveer het kosmische equivalent van een peuter die een Fortune 500-bedrijf runt.

Over zulke enorme afstanden strekt de expansie van het universum het licht uit naar langere, rodere golflengten - een eigenschap die astronomen roodverschuiving noemen. Voor J0148-4214 maten de onderzoekers een roodverschuiving van z=5,02, wat de wetenschappelijke manier is om te zeggen 'heel, heel ver weg'. 'Dit is het eerste bewijs van drie actieve zwarte gaten in een enkel sterrenstelsel in het verre universum,' zegt Hannah Übler, onderzoeksgroepleider bij MPE en hoofdauteur van de studie. Wat ofwel een baanbrekende ontdekking is, ofwel een kosmisch waarschuwingsverhaal over de gevaren van ongebreidelde groei.

Twee van de zwarte gaten liggen nabij het centrum van het sterrenstelsel, met een geprojecteerde afstand van slechts 620 lichtjaar tussen hen. Het derde ligt veel verder weg, ongeveer 5.500 lichtjaar van het centrum - vermoedelijk het kosmische equivalent van het zwarte gat dat zijn eigen ruimte wilde.

De ontdekking levert belangrijk bewijs over hoe massieve zwarte gaten in het jonge universum samenkwamen. 'Het suggereert dat processen in het vroege universum efficiënt waren in het samenbrengen van massieve zwarte gaten, en de basis legden voor de massieve fusies van zwarte gaten die we verwachten te detecteren met toekomstige gravitatiegolfobservatoria,' zegt Übler. Dus het vroege universum was in wezen een kosmische mixer waar zwarte gaten agressief netwerkten - want zelfs entiteiten die aan singulariteiten grenzen, begrijpen de waarde van een goede fusie.

Astronomen geloven dat botsingen en fusies van sterrenstelsels gebruikelijk waren tijdens de vroege geschiedenis van het universum. Terwijl sterrenstelsels samensmolten, konden hun centrale zwarte gaten ook dichter bij elkaar komen en uiteindelijk fuseren. Deze fusies zouden steeds massievere zwarte gaten produceren in de centra van de nieuw gevormde sterrenstelsels, wat mogelijk helpt verklaren hoe sommige zo kort na de Oerknal enorme afmetingen bereikten. Met andere woorden, de vroege zwarte gaten van het universum speelden een spel met hoge inzetten van bedrijfsconsolidatie lang voordat iemand de term had uitgevonden.

**Hoe astronomen de verborgen zwarte gaten detecteerden**

De onderzoekers identificeerden de drie zwarte gaten door kenmerkende patronen te bestuderen in het licht dat door waterstofgas wordt uitgezonden. Nabij een zwart gat zorgen krachtige zwaartekrachtskrachten ervoor dat gas met extreem hoge snelheden beweegt, wat herkenbare signaturen achterlaat in het spectrum van licht - waardoor astronomen de activiteit van zwarte gaten kunnen detecteren, zelfs wanneer de objecten zelf niet direct zichtbaar zijn. Zie het als forensische boekhouding voor de kosmos.

In het centrum van J0148-4214 vond het team een bijzonder gecompliceerd waterstofemissiepatroon. De beste verklaring was de aanwezigheid van twee dicht bij elkaar gelegen zwarte gaten in plaats van een enkele bron - want natuurlijk was dat het. Om onderscheid tussen hen te maken, gebruikten de wetenschappers een precieze meettechniek genaamd spectro-astrometrie, waarbij ze subtiele veranderingen in de posities van spectrale emissies over het sterrenstelsel volgden. Dit stelde hen in staat de locaties van beide centrale zwarte gaten te identificeren, zelfs hoewel de telescoop ze niet als twee afzonderlijke lichtpunten kon onderscheiden. De obser