Astronomii care utilizează Telescopul Spațial James Webb (JWST) au descoperit o pereche de găuri negre supermasive apropiate una de alta, care se alimentează activ, observate pe când Universul avea doar 1,3 miliarde de ani, transmite vineri Space.com care citează un studiu care nu a fost încă revizuit inter pares (peer review) și a fost publicat în arhiva arXiv.

Cunoscute colectiv sub numele de LID-1166, cele două găuri negre sunt separate de doar aproximativ 4.900 de ani-lumină (1,5 kiloparseci) în interiorul unei galaxii în fuziune, oferind prima imagine clară a unei faze esențiale pentru înțelegerea creșterii găurilor negre supermasive.

Majoritatea galaxiilor mari pe care le putem vedea s-au format de-a lungul a miliarde de ani prin fuziunea cu alte galaxii. Majoritatea galaxiilor au, de asemenea, găuri negre centrale, așa că o fuziune între ele ar produce un sistem cu două găuri negre. Se crede că aceste sisteme cu ''găuri negre duale'' sunt comune în Universul timpuriu. Cu toate acestea, având în vedere că sunt îngropate în gaz dens și praf, aceste găuri negre sunt prea apropiate pentru a fi observate separat.

În noul studiu, Hyewon Suh, astronom la Observatorul Internațional Gemini/NSF NOIRLab, și colegii săi au raportat descoperirea celui mai apropiat sistem de găuri negre duale confirmat vreodată atât de devreme în istoria Universului. Pe lângă JWST, echipa a folosit și date de la colecția de radiotelescoape Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), din Chile, pentru a studia acest sistem de găuri negre. Lucrarea a fost acceptată pentru publicare în revista Nature Astronomy.

''Ceea ce face ca această descoperire să fie specială este faptul că este posibil să vedem aceste două găuri negre crescând și interacționând într-un sistem care se află la doar aproximativ 1,3 miliarde de ani după Big Bang'', a declarat pentru Live Science Anna Trindade Falcao, astrofizician la Centrul de Zbor Spațial Goddard al NASA, care nu a fost implicată în studiu.

LID-1166 a atras atenția astronomilor pentru prima dată ca sursă de raze X în cadrul Chandra COSMOS Legacy Survey, dar a rămas complet nedetectată chiar și în cele mai profunde imagini ale Telescopului Spațial Hubble. Semnalul puternic de raze X a sugerat o activitate de alimentare puternică.

Pentru a înțelege ce producea aceste emisii puternice, echipa a apelat la instrumentul NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) al JWST, care a dezvăluit două surse compacte, strălucitoare, situate la o distanță de 4.900 de ani-lumină. Deși astronomii au observat și alți candidați pentru găuri negre duble chiar mai devreme în istoria cosmosului, aceste perechi erau separate de zeci de mii de ani-lumină sau mai mult. LID-1166 este primul caz confirmat de existență atât de apropiată a două găuri negre.

''Acest pas al descoperirii a putut avea loc doar datorită capacităților excepționale de imagistică și spectroscopice ale JWST și, în special, ale instrumentului său NIRSpec'', a declarat pentru Live Science într-un e-mail co-autorul studiului, Roberto Decarli, astronom la Institutul Național Italian de Astrofizică din Bologna. ''Observații similare de la sol ar fi extrem de dificile din cauza transparenței slabe a atmosferei la aceste lungimi de undă''.

Ambele obiecte au prezentat semnături spectrale de gaz care se rotește la viteze mari, indicând alimentarea activă a găurilor negre, cunoscute și sub numele de nuclee galactice active (NGA). Trindade Falcao a spus că cercetătorii au testat mai multe metode pentru a extrage lumina galaxiei principale, iar semnalul de la poziția celui de-al doilea obiect a rămas acolo de fiecare dată, ceea ce reprezintă o ''dovadă semnificativă'' că semnalul este real.

Chiar și așa, ea spune că ar merita să se verifice din nou, cu o analiză ulterioară mai detaliată, dacă datele arată într-adevăr două găuri negre separate - mai degrabă decât o gaură neagră plus un obiect sau un fenomen confundat cu o a doua.

Folosind datele ALMA, echipa a detectat, de asemenea, o mare cantitate de gaz rece asociată cu fiecare NGA, despre care Decarli a spus că ''indică faptul că cele două NGA se află în centrul a două galaxii aflate pe punctul de a fuziona''.

Mediul galactic din jurul fiecărei găuri negre a ajutat echipa să excludă alte scenarii exotice despre cum s-a format acest sistem. De exemplu, dacă una dintre găurile negre ar fi fost expulzată din galaxia sa de origine în procesul de fuziune sau ar fi fost aruncată printr-o interacțiune gravitațională haotică, gaura neagră s-ar fi mișcat rapid, gazul neputând să se acumuleze în jurul ei și ar apărea ca o gaură neagră ''goală'', lipsită de împrejurimile sale. Dar nu asta au arătat observațiile.

Această descoperire ar putea ajuta, de asemenea, astronomii să înțeleagă una dintre cele mai mari enigme din astronomie: cum unele găuri negre supermasive au crescut atât de repede în Universul timpuriu. Modelele care explică această creștere rapidă se bazează pe aceeași idee că gazul se acumulează din jurul galaxiei și este canalizat în jos spre centru, alimentând gaura neagră, a explicat Decarli.

''Canibalizarea altor galaxii face parte din acest proces'', a spus el. ''Dar ce se întâmplă dacă aceste galaxii găzduiesc și o gaură neagră masivă în centrul lor?''. Studierea sistemelor precum LID-1166 ''ne va ajuta să clarificăm modul în care va avea loc creșterea acestor galaxii și găuri negre'', a adăugat el.

Ideea de bază conform căreia galaxiile timpurii se unesc și își împing găurile negre laolaltă nu este surprinzătoare în sine, deoarece este ceva ce teoria a prezis de ani de zile, a mai remarcat Trindade Falcao. AGERPRES/(AS - editor: Codruț Bălu, editor online: Gabriela Badea)