Космический телескоп James Webb обнаружил необычную систему из трех активных черных дыр в далекой галактике J0148-4214. Ее свет шел до Земли около 12,5 млрд лет, поэтому астрономы наблюдают галактику такой, какой она существовала менее чем через 1,3 млрд лет после Большого взрыва.
Сами черные дыры JWST напрямую не увидел. Их присутствие удалось установить с помощью спектрографа NIRSpec по движению раскаленного водорода в окружающих их аккреционных дисках. По словам исследователей, это первое свидетельство существования сразу трех активных черных дыр внутри одной галактики на столь раннем этапе истории Вселенной.
Две из них находятся в центральной области J0148-4214 на расстоянии около 620 световых лет друг от друга. Масса крупнейшей достигает примерно 80 млн масс Солнца, тогда как ее соседка значительно меньше — около 600 тыс. солнечных масс. При этом именно меньшая черная дыра сейчас чрезвычайно быстро поглощает вещество, временно превышая так называемый предел Эддингтона.
Третья черная дыра массой около 2 млн Солнц расположена примерно в 5500 световых годах от центра галактики. Ученые предполагают, что она, а возможно, и одна из центральных черных дыр попали в J0148-4214 в результате предыдущих слияний галактик.
Открытие поддерживает гипотезу о том, что слияния могли быть одним из механизмов необычайно быстрого роста черных дыр в молодой Вселенной. До сих пор одной из серьезных проблем астрономии остается объяснение того, как некоторые из них смогли достичь миллионов и миллиардов солнечных масс за сравнительно короткий срок после Большого взрыва.
Однако судьба обнаруженной тройной системы пока неизвестна. Две центральные черные дыры потенциально могут продолжить сближение и в конечном итоге слиться, тогда как третья способна как присоединиться к ним, так и быть выброшенной из галактики в результате сложного гравитационного взаимодействия.
Подобные слияния сверхмассивных черных дыр должны создавать низкочастотные гравитационные волны, которые недоступны нынешним наземным детекторам вроде LIGO. Наблюдать такие события сможет будущая космическая обсерватория LISA, запуск которой запланирован на 2030-е годы.
