Zum ersten Mal wurde die Kollision eines Paares Schwarzer Löcher im antiken Universum beobachtet. Die Beobachtungen des James-Webb-Weltraumteleskops zeigen eine Verschmelzung zweier Galaxien und der riesigen Schwarzen Löcher in ihren Zentren, als das Universum gerade einmal 740 Millionen Jahre alt war, also etwa ein Zwanzigstel seines heutigen Alters.
Die Entdeckung, dass massive Verschmelzungen im jungen Universum offenbar häufig vorkamen, könnte helfen zu erklären, wie supermassereiche Schwarze Löcher wie das im Herzen der Milchstraße solch enorme Ausmaße erreichten.
Prof. Roberto Maiolino, Astrophysiker an der Universität Cambridge und Mitglied des Teams hinter den Beobachtungen, sagte: „Ein Problem, das wir in der Kosmologie haben, besteht darin, zu erklären, wie es diesen Schwarzen Löchern gelingt, so groß zu werden.“ In der Vergangenheit haben wir immer darüber gesprochen, wie man Materie sehr schnell verschlingt oder groß geboren wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass sie durch Fusionen sehr schnell wachsen.“
Bisher war nicht klar, ob die bekannte Verschmelzung von Galaxien auch dazu führen würde, dass sich die Schwarzen Löcher in ihren Zentren zu einem einzigen kosmischen Sinkhole verwandeln würden. Jüngste Modelle deuten darauf hin, dass einer von ihnen in den Weltraum geschleudert und zu einem „wandernden Schwarzen Loch“ werden würde.
Die neuesten Beobachtungen nutzen die Fähigkeit des Webb-Teleskops, bis in die entlegensten Regionen des Kosmos vorzudringen, und haben so den ersten Blick auf galaktische Verschmelzungen in der fernen Vergangenheit ermöglicht.
Bei der Verschmelzung verschlingen Schwarze Löcher riesige Mengen an Materie und setzen dabei auch viel Energie frei. Diese Aktivität weist charakteristische spektrale Merkmale auf, die es Astronomen ermöglichen, sie zu identifizieren. Diese Aktivität enthüllte die bevorstehende Kollision in einem System namens ZS7, wobei eines der beiden Schwarzen Löcher schätzungsweise 50 m mehr Sonnenmasse hat.
„Die Masse des anderen Schwarzen Lochs ist wahrscheinlich ähnlich, obwohl sie viel schwieriger zu messen ist, da dieses zweite Schwarze Loch in dichtem Gas vergraben ist“, sagte Maiolino.
Nachfolgende Beobachtungen zeigten, dass sich etwa ein Drittel der in diesem Zeitraum entdeckten Schwarzen Löcher offenbar im Prozess der Verschmelzung befanden. „Dies könnte ein echter Kanal für das schnelle Wachstum früher Schwarzer Löcher sein“, sagte er.
Prof. Andrew Pontzen, ein Kosmologe am University College London, der nicht an der Forschung beteiligt war, sagte: „Eine der größten Lücken in unserem kosmischen Geschichtsbuch ist die Herkunft riesiger Schwarzer Löcher mit Millionen oder Milliarden Sonnenmassen.“ . Werden sie irgendwie groß geboren, oder müssen sie aus zunächst kleineren Schwarzen Löchern aufgebaut werden, die dann zu Riesen zusammenstoßen? Diese neuen Beweise aus [the Webb telescope] ist indirekt, aber es deutet darauf hin, dass Kollisionen von Schwarzen Löchern eine wichtige Rolle spielen.“
Wissenschaftler hoffen, in Zukunft mit der nächsten Generation von Gravitationswellendetektoren, einschließlich der Mission Laser Interferometer Space Antenna (Lisa), die kürzlich von der Europäischen Weltraumorganisation genehmigt wurde, antike Kollisionen direkt messen zu können.
Die Ergebnisse werden in den Monthly Notices der Royal Astronomical Society veröffentlicht.