Într-o descoperire care face ca sintagma „supradotat” să pară insuficientă, astronomii au găsit trei găuri negre supermasive care se hrănesc activ într-o singură galaxie aflată la peste 12,5 miliarde de ani-lumină de Pământ. Trioul cosmic, situat în galaxia J0148-4214, a fost identificat de o echipă internațională condusă de Institutul Max Planck pentru Fizică Extraterestră (MPE), oferind o rară privire asupra modului în care găurile negre enorme au crescut și au interacționat în cele mai timpurii etape ale universului – pentru că o singură gaură neagră pe galaxie nu era, evident, suficient de ambițios.

Toate cele trei găuri negre acumulează activ materie, care spiralează spre ele prin discuri de gaz și alte materiale din jur. Deoarece galaxia este atât de îndepărtată, lumina ei a călătorit prin spațiu aproximativ 12,5 miliarde de ani înainte de a ajunge la Pământ, ceea ce înseamnă că astronomii o observă așa cum exista la doar 1,2 miliarde de ani după Big Bang. Pentru perspectivă, este cam echivalentul cosmic al surprinderii unui copil de grădiniță conducând o companie din Fortune 500.

Pe asemenea distanțe vaste, expansiunea universului întinde lumina la lungimi de undă mai lungi și mai roșii – o proprietate pe care astronomii o numesc deplasare spre roșu. Pentru J0148-4214, cercetătorii au măsurat o deplasare spre roșu de z=5,02, ceea ce este modul științific de a spune „foarte, foarte departe”. „Aceasta este prima dovadă a trei găuri negre active într-o singură galaxie din universul îndepărtat”, spune Hannah Übler, lider de grup de cercetare la MPE și autoarea principală a studiului. Ceea ce este fie o descoperire revoluționară, fie o poveste cosmică de avertizare despre pericolele creșterii nestăpânite.

Două dintre găurile negre se află aproape de centrul galaxiei, separate de o distanță proiectată de doar 620 de ani-lumină. A treia este mult mai departe, la aproximativ 5.500 de ani-lumină de centru – probabil echivalentul cosmic al găurii negre care a vrut propriul ei spațiu.

Descoperirea oferă dovezi importante despre modul în care găurile negre masive s-au unit în universul tânăr. „Sugerează că procesele din universul timpuriu au fost eficiente în a aduce împreună găuri negre masive, pregătind terenul pentru fuziunile masive de găuri negre pe care ne așteptăm să le detectăm cu viitoarele observatoare de unde gravitaționale”, spune Übler. Deci universul timpuriu era în esență un mixer cosmic unde găurile negre se conectau agresiv – pentru că până și entitățile apropiate de singularitate înțeleg valoarea unei fuziuni bune.

Astronomii cred că ciocnirile și fuziunile de galaxii erau obișnuite în istoria timpurie a universului. Pe măsură ce galaxiile se combinau, găurile negre centrale ale acestora puteau de asemenea să se apropie și, în cele din urmă, să fuzioneze. Aceste fuziuni ar produce găuri negre din ce în ce mai masive în centrele galaxiilor nou formate, ajutând potențial la explicarea modului în care unele au crescut la dimensiuni enorme atât de curând după Big Bang. Cu alte cuvinte, găurile negre timpurii ale universului jucau un joc cu mize mari de consolidare corporativă cu mult înainte ca cineva să inventeze termenul.

**Cum au detectat astronomii găurile negre ascunse**

Cercetătorii au identificat cele trei găuri negre examinând modele distinctive în lumina emisă de gazul de hidrogen. Lângă o gaură neagră, forțele gravitaționale puternice fac gazul să se miște cu viteze extrem de mari, lăsând semnături recognoscibile în spectrul luminii – permițând astronomilor să detecteze activitatea găurii negre chiar și atunci când obiectele în sine nu pot fi văzute direct. Gândiți-vă la asta ca la contabilitate criminalistică pentru cosmos.

În centrul lui J0148-4214, echipa a găsit un model de emisie de hidrogen deosebit de complicat. Cea mai bună explicație a fost prezența a două găuri negre apropiate, mai degrabă decât o singură sursă – pentru că, desigur, așa era. Pentru a le distinge, oamenii de știință au folosit o tehnică de măsurare precisă numită spectro-astrometrie, urmărind schimbări subtile în pozițiile emisiilor spectrale de-a lungul galaxiei. Acest lucru le-a permis să identifice locațiile ambelor găuri negre centrale, chiar dacă telescopul nu le putea rezolva ca două puncte separate de lumină. Observațiile...