W odkryciu, które sprawia, że słowo „nadgorliwy” wydaje się niewystarczające, astronomowie znaleźli trzy aktywnie karmiące się supermasywne czarne dziury w jednej galaktyce oddalonej o ponad 12,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Kosmiczna trójca, zlokalizowana w galaktyce J0148-4214, została zidentyfikowana przez międzynarodowy zespół kierowany przez Instytut Fizyki Pozaziemskiej Maxa Plancka (MPE), oferując rzadki wgląd w to, jak ogromne czarne dziury rosły i oddziaływały we wczesnych stadiach wszechświata – bo jedna czarna dziura na galaktykę najwyraźniej nie była wystarczająco ambitna.

Wszystkie trzy czarne dziury aktywnie gromadzą materię, która spiralnie do nich opada przez otaczające dyski gazu i innego materiału. Ponieważ galaktyka jest tak odległa, jej światło podróżowało przez kosmos przez około 12,5 miliarda lat, zanim dotarło do Ziemi, co oznacza, że astronomowie obserwują ją taką, jaka istniała zaledwie 1,2 miliarda lat po Wielkim Wybuchu. Dla perspektywy – to mniej więcej kosmiczny odpowiednik przyłapania dwulatka na kierowaniu firmą z listy Fortune 500.

Na tak ogromnych odległościach ekspansja wszechświata rozciąga światło do dłuższych, czerwieńszych fal – właściwość, którą astronomowie nazywają przesunięciem ku czerwieni. Dla J0148-4214 badacze zmierzyli przesunięcie ku czerwieni z=5,02, co jest naukowym sposobem powiedzenia „naprawdę, naprawdę daleko”. „To pierwszy dowód na trzy aktywne czarne dziury w jednej galaktyce we wczesnym Wszechświecie” – mówi Hannah Übler, liderka grupy badawczej w MPE i główna autorka badania. Co jest albo przełomowym odkryciem, albo kosmiczną przestrogą o niebezpieczeństwach niekontrolowanego wzrostu.

Dwie z czarnych dziur leżą blisko centrum galaktyki, oddalone o zaledwie 620 lat świetlnych w rzucie. Trzecia jest znacznie dalej, około 5500 lat świetlnych od centrum – przypuszczalnie kosmiczny odpowiednik czarnej dziury, która chciała mieć własną przestrzeń.

Odkrycie dostarcza ważnych dowodów na to, jak masywne czarne dziury łączyły się w młodym wszechświecie. „Sugeruje to, że procesy we wczesnym Wszechświecie były wydajne w łączeniu masywnych czarnych dziur, przygotowując grunt pod masywne fuzje czarnych dziur, których wykrycia oczekujemy dzięki przyszłym obserwatoriom fal grawitacyjnych” – mówi Übler. Więc wczesny wszechświat był zasadniczo kosmicznym miksem, gdzie czarne dziury agresywnie nawiązywały kontakty – bo nawet byty sąsiadujące z osobliwością rozumieją wartość dobrej fuzji.

Astronomowie uważają, że kolizje i fuzje galaktyk były powszechne we wczesnej historii wszechświata. Gdy galaktyki się łączyły, ich centralne czarne dziury również mogły zbliżać się do siebie i ostatecznie łączyć. Te fuzje produkowałyby coraz masywniejsze czarne dziury w centrach nowo powstałych galaktyk, potencjalnie pomagając wyjaśnić, jak niektóre urosły do ogromnych rozmiarów tak wkrótce po Wielkim Wybuchu. Innymi słowy, wczesne czarne dziury wszechświata grały w wysoką grę konsolidacji korporacyjnej na długo przed tym, jak ktokolwiek wymyślił to określenie.

**Jak astronomowie wykryli ukryte czarne dziury**

Badacze zidentyfikowali trzy czarne dziury, badając charakterystyczne wzorce w świetle emitowanym przez gaz wodorowy. W pobliżu czarnej dziury potężne siły grawitacyjne powodują, że gaz porusza się z ekstremalnie wysokimi prędkościami, pozostawiając rozpoznawalne sygnatury w widmie światła – pozwalając astronomom wykryć aktywność czarnej dziury nawet wtedy, gdy same obiekty nie mogą być bezpośrednio widziane. Pomyśl o tym jak o księgowości śledczej dla kosmosu.

W centrum J0148-4214 zespół znalazł szczególnie skomplikowany wzorzec emisji wodoru. Najlepszym wyjaśnieniem była obecność dwóch blisko siebie położonych czarnych dziur, a nie pojedynczego źródła – bo oczywiście tak było. Aby je rozróżnić, naukowcy użyli precyzyjnej techniki pomiarowej zwanej spektro-astrometrią, śledząc subtelne zmiany w położeniu emisji widmowych w całej galaktyce. To pozwoliło im zidentyfikować położenie obu centralnych czarnych dziur, mimo że teleskop nie mógł ich rozdzielić jako dwóch oddzielnych punktów światła. Obserw