Astronomen haben ein enges Paar aktiv verschlingender supermassereicher Schwarzer Löcher bestätigt – zusammen LID-1166 genannt – zu sehen nur 1,3 Milliarden Jahre nach dem Urknall. Nur rund 4.900 Lichtjahre (1,5 Kiloparsec) voneinander entfernt in einer verschmelzenden Galaxie, ist das Paar das erste bestätigte eng benachbarte Doppel-Schwarze-Loch-System so früh in der Geschichte des Universums.
Das Entdeckerteam um Hyewon Suh vom International Gemini Observatory/NSF NOIRLab kombinierte Beobachtungen des NIRSpec-Spektrographen des James-Webb-Weltraumteleskops mit Daten von ALMA, dem Radioteleskop-Array in Chile. Die Studie wurde im Juli auf den Preprint-Server arXiv gestellt und zur Veröffentlichung in Nature Astronomy angenommen. LID-1166 tauchte zunächst als helle Röntgenquelle in der Chandra-COSMOS-Legacy-Durchmusterung auf, blieb aber selbst in den tiefsten Hubble-Aufnahmen unsichtbar – ein Hinweis darauf, dass seine Energie durch dichtes Gas und Staub geleitet wird.
Beide Schwarzen Löcher zeigen spektrale Signaturen schnell wirbelnden Gases – sie verschlingen aktiv Materie, sind also aktive galaktische Kerne, die das verschmelzende System antreiben. ALMA-Daten offenbarten zudem große kalte Gasvorräte, die mit jedem Objekt verbunden sind. Der Co-Autor der Studie, Roberto Decarli vom italienischen Nationalinstitut für Astrophysik, sagt, das „deute darauf hin, dass die beiden AGN im Zentrum zweier Galaxien sitzen, die kurz vor der Verschmelzung stehen“.
Astronomen haben andere Doppel-Schwarze-Loch-Kandidaten sogar noch früher in der kosmischen Geschichte entdeckt, doch jene Paare waren zehntausende Lichtjahre oder mehr voneinander getrennt. Zwei Schwarze Löcher in nur 4.900 Lichtjahren Abstand – mit JWST – aufzulösen, macht die Entdeckung besonders, sagt Anna Trindade Falcão vom NASA Goddard Space Flight Center, die nicht an der Studie beteiligt war: „Das Auffällige hier ist, diesen Prozess in einem verdeckten Paar aufzulösen, das nur 1,5 Kiloparsec entfernt liegt.“
Der Fund betrifft direkt eines der größten Rätsel der Astronomie: Wie einige supermassereiche Schwarze Löcher im frühen Universum so schnell so massiv wurden. Verschmelzungsgetriebenes Wachstum – Galaxien, die einander verschlingen und ihre zentralen Schwarzen Löcher zusammenziehen – ist genau der Prozess, den LID-1166 in Aktion zu zeigen scheint, und der erste Schritt zur Entdeckung der verborgenen Population früher Schwarzer Löcher, die die Theorie vorhersagt. Wie Decarli es formuliert: „Andere Galaxien zu verschlingen ist Teil dieses Prozesses. Aber was, wenn diese Galaxien in ihrem Zentrum ebenfalls ein massereiches Schwarzes Loch beherbergen?“
