Σε απόσταση 13 δισεκατομμυρίων ετών φωτός, πέρα από το χάσμα του χώρου και του χρόνου, μόλις είδαμε τη μακρινότερη συγχώνευση μαύρων τρυπών που έχει ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα. Χρησιμοποιώντας το JWST, μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε δύο υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, και τους γαλαξίες που τις συνοδεύουν, να ενώνονται σε μια κολοσσιαία κοσμική σύγκρουση, μόλις 740 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang.
Η ανακάλυψη αυτή θα μπορούσε να αποτελέσει ένα στοιχείο που θα μας βοηθήσει να βρούμε από πού προήλθαν οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες και πώς μεγάλωσαν τόσο πολύ, τόσο νωρίς στην ιστορία του σύμπαντος. “Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι η συγχώνευση είναι μια σημαντική οδός μέσω της οποίας οι μαύρες τρύπες μπορούν να μεγαλώσουν γρήγορα, ακόμη και στην κοσμική αυγή”, λέει η αστρονόμος Hannah Übler του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Οι μαύρες τρύπες είναι γεμάτες μυστήρια, και ένα από τα πιο συναρπαστικά είναι η προέλευση των μεγαλύτερων εξ αυτών. Οι μικρότερες μπορούν να εξηγηθούν από σουπερνόβα και από την κατάρρευση του πυρήνα μαζικών άστρων – οι ελαφρώς μεγαλύτερες μπορούν να εξηγηθούν από συγκρούσεις και συγχωνεύσεις. Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες θα μπορούσαν θεωρητικά επίσης να αναπτυχθούν με αυτόν τον τρόπο, αλλά θα πρέπει να χρειαστούν αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα.
Ένα πρόβλημα είναι ότι έχουμε δει πολύ μεγάλες μαύρες τρύπες στην αρχή του σύμπαντος πολύ σύντομα για να έχουν προλάβει να αναπτυχθούν με αυτόν τον αργό τρόπο. Μια πιθανή λύση είναι ότι οι αρχικοί “σπόροι” από τους οποίους σχηματίστηκαν οι μαύρες τρύπες ήταν αρχικά τεράστιοι. Αλλά ακόμη και αν αυτό ισχύει – κάτι που φαίνεται όλο και πιο πιθανό, είναι επίσης πιθανό ότι οι συγκρούσεις και οι συγχωνεύσεις έπαιξαν ρόλο στο να μεγαλώσουν αυτές οι μαύρες τρύπες σε ακόμη μεγαλύτερα μεγέθη.
Κατά τη διάρκεια μιας από τις έρευνές του, το JWST εντόπισε ένα ζεύγος γαλαξιών σε πορεία σύγκρουσης, γνωστό ως Zs7. Στο κέντρο κάθε γαλαξία υπάρχει μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα που αναπτύσσεται ενεργά. Οι ερευνητές μπόρεσαν να προσδιορίσουν ότι η μία από τις μαύρες τρύπες έχει περίπου 50 εκατομμύρια ηλιακές μάζες, ενώ λιγότερες πληροφορίες ήταν διαθέσιμες για τη μέτρηση της μάζας της άλλης, λόγω του πυκνού αερίου και της σκόνης γύρω της.
Τέτοιες τεράστιες συγχωνεύσεις πιστεύεται ότι παράγουν ένα συνεχές βουητό βαρυτικών κυμάτων που αντηχεί σε όλο το σύμπαν. Τα μήκη κύματος αυτού του βουητού είναι πολύ μεγάλα για να ανιχνευθούν με τα σημερινά όργανα βαρυτικών κυμάτων – αν και μπορεί να τα έχουμε ανιχνεύσει με τη χρήση πάλσαρ. Ωστόσο, εντοπίζοντας τις συνεχιζόμενες συγχωνεύσεις σε διάφορες κοσμολογικές εποχές, οι επιστήμονες μπορούν να εκτιμήσουν καλύτερα τον ρυθμό με τον οποίο συμβαίνουν και τη συμβολή τους στο παγκόσμιο βουητό.
Οι παρατηρήσεις παρέχουν σαφείς και ισχυρές ενδείξεις για μια ογκώδη μαύρη τρύπα που εμπλέκεται σε συγχώνευση με έναν άλλο γαλαξία, ο οποίος πιθανότατα φιλοξενεί μια άλλη συσσωρευόμενη μαύρη τρύπα, σε z = 7.15, μόλις 740 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang. Συνολικά, τα αποτελέσματά φαίνεται να υποστηρίζουν το σενάριο μιας επικείμενης συγχώνευσης μαζικών μαύρων τρυπών στο πρώιμο σύμπαν, αναδεικνύοντας αυτό ως ένα επιπλέον σημαντικό κανάλι για την πρώιμη ανάπτυξη των μαύρων τρυπών. Σε συνδυασμό με άλλα πρόσφατα ευρήματα στη βιβλιογραφία, αυτό υποδηλώνει ότι η συγχώνευση μαζικών μαύρων τρυπών στο σύμπαν είναι συχνή.
