Космический телескоп James Webb нашел редкую систему в ранней Вселенной: в одной далекой галактике видны сразу три активных черных дыры. Это не просто красивая рекордная формулировка, а проверка сценария, по которому сверхмассивные черные дыры быстро росли через слияния.
Объект называется J0148-4214. Свет от него шел к нам более 12,5 млрд лет, поэтому Webb видит галактику такой, какой она была примерно через 1,2 млрд лет после Большого взрыва. Наблюдения сделаны в программе BlackTHUNDER с помощью спектрографа NIRSpec в режиме интегрального поля.
Главная деталь в том, что телескоп увидел три области с признаками активной аккреции. Массы черных дыр оценены примерно в 80 млн, 0,6 млн и 2 млн масс Солнца. Две находятся близко к центру галактики и разделены примерно 620 световыми годами. Третья лежит дальше, примерно в 5500 световых годах от центра.
Команда опиралась не на один признак. В спектрах нашли широкие линии водорода H-alpha, которые возникают, когда газ движется очень быстро рядом с активной черной дырой. При этом узкая линия дважды ионизованного кислорода помогла отделить эту картину от более обычных процессов вроде вспышек звездообразования, ударных волн или сверхновых.
Почему это интересно технически и научно: одна такая система показывает сразу несколько стадий сближения черных дыр в молодой галактике. Две центральные черные дыры должны слиться сравнительно рано, а третья может подойти позже. Такие события считаются одним из путей, который позволил ранним галактикам быстро выращивать черные дыры до огромных масс.
Для будущих гравитационно-волновых обсерваторий это еще и подсказка, какие сигналы искать. Если подобные тройные системы были обычнее, чем казалось, ранняя Вселенная могла чаще производить слияния массивных черных дыр, чем показывали более простые модели.
