Kiderült, hogy egy 12,5 milliárd fényévre lévő galaxis három szupernehéz fekete lyukat (SMBH) is tartalmaz, amelyek közül kettő valószínűleg az összeolvadás felé tart, míg a harmadik jelenléte a galaxis peremén további magyarázatot igényel. Mindhárom SMBH aktívan táplálkozik, és alakítja a körülöttük lévő galaxis fejlődését. Felfedezésük több vitának is véget vethet a korai univerzum evolúciójával kapcsolatban, ugyanakkor számos új kérdést is felvet.

A szupernehéz fekete lyukakat úgynevezett aktív galaxismagok (AGN) veszik körül. Ezek olyan kompakt régiók, amelyek rendkívüli mennyiségű energiát bocsátanak ki, és ezért az univerzum legfényesebb objektumai, lehetővé téve a szakértők számára, hogy megfigyeljék az Ősrobbanás utáni első néhány milliárd évből származó fekete lyukakat. De mivel a felbontás nem túl jó, számos kérdés nyitott marad, többek között az is, hogy egyes fekete lyukak miért tűnnek nagyobbnak, mint amit az elmélet szerint koruk alapján lehetséges lenne.

Egy lehetséges magyarázat az lenne a rejtélyre, ha sok kisebb fekete lyuk meglepően gyors ütemben egyesülne, de ennek bizonyítása kihívást jelent. Amikor azonban a csillagászok a J0148-4214 galaxist vizsgálták, két szupernehéz fekete lyuk jeleit látták, amelyek hamarosan összeolvadnak (a „hamarosan” kozmológiai értelmezése ebben az esetben néhány százmillió évet jelent). Eközben egy harmadik fekete lyuk jelenléte ugyanebben a galaxisban alátámasztja azt a képet, hogy a galaxisok fejlődése gyorsabb lehet, mint amire számítottak a kutatók.

„Ez az első bizonyíték arra, hogy három aktív fekete lyuk létezik egyetlen galaxisban a távoli Univerzumban” – nyilatkozta Hannah Übler, a Max Planck Földönkívüli Fizikai Intézet munkatársa. A J0148-4214 túl messze van ahhoz, hogy a két fekete lyukat külön-külön meg lehessen figyelni, de egyesített fényük aszimmetrikus, ami két különböző méretű objektumra utal.

A J0148-4214-ből érkező fény spektrumában olyan széles sávok figyelhetők meg, amelyek nagyon gyorsan mozgó anyagot sejtetnek. Bár a szupernóvák és néhány más csillagászati jelenség is hasonló megjelenésű széles sávokat hozhat létre, Übler és társai arra a következtetésre jutottak, hogy amit látnak, az megmagyarázható a fekete lyukak körüli akkréciós korongokkal. Még pontosabban: az adatok egy 80 millió naptömegű szupernehéz fekete lyukra utalnak, amit egy 0,6 millió naptömegű fekete lyuk kísér. A két égitest körülbelül 620 fényévre van egymástól, és a kisebb objektum folyamatosan közeledik a másikhoz, mivel pályája szűkül az anyagfelhőben fellépő súrlódás miatt, amelyben halad.

A kutatók elismerik, hogy a tömegbecslésekre nagy hibahatárok vonatkoznak, és kijelentik, hogy a tömegek pontos meghatározása nem elsődleges céljuk. Ugyanakkor megjegyzik, hogy a sokkal kisebb szupernehéz fekete lyuk fenomenális ütemben táplálkozik, meghaladva a méretére vonatkozó Eddington-határt, amelyet egykor a fekete lyukak növekedésének maximális határának tekintettek.

A galaxis teljes tömege 1,3 milliárd naptömeg, ami egy ilyen nagy központi fekete lyukhoz képest meglehetősen kicsinek számít, még a második szupernehéz fekete lyuk eljövendő elnyelése nélkül is. És ez még nem minden. Ugyanis egy harmadik, körülbelül kétmillió naptömegű szupernehéz fekete lyuk is található a J0148-4214 peremvidékén, körülbelül 5500 fényévre a központban lévő párostól.

A három szupernehéz fekete lyukra vonatkozó legkézenfekvőbb magyarázat az, hogy a J0148-4214 három galaxis összeolvadásából jött létre, amelyek mindegyike rendelkezett egy saját szupernehéz fekete lyukkal. Ez igen valószínűnek tűnik. A szerzők ugyanakkor azt is lehetségesnek tartják, hogy a harmadik fekete lyuk éppen ellenkező irányba halad, és elhagyja a galaxist, ahelyett, hogy a befogás korai szakaszában lenne. Ez egy háromtest-kölcsönhatás eredménye lehet, amely egyik objektumot kihajította a másik kettőtől.

Hogy a harmadik fekete lyuk közeledik-e vagy épp távozik, nagyon érdekes kérdés, mondja Übler. A nagyobb térbeli és spektrális felbontású adatok segítenének jobban tanulmányozni a fekete lyukak körüli gázkinematikát, és ez nyomra vezethet a rejtélyben. Összességében azonban valószínűbbnek tűnik, hogy a harmadik fekete lyuk a központ felé halad, folytatja a szakértő.

De ha a harmadik fekete lyuk valójában mégis egy szökevény, a kutatócsoportot nagyon érdekli, hogy mennyi anyagot visz magával, és az is, hogy más szupernehéz fekete lyukak is kóborolnak-e az univerzumban. Ha igen, akkor szinte kimutathatatlanok lehetnek, mert már felhasználták az összes gázt, amiből táplálkozhatnának – és ez biztosan senkinek sem okoz majd rémálmokat.