Een internationaal team van astronomen heeft in het systeem met de naam J1218/1219+1035 het eerste bevestigde trio van supermassieve radio-emissieve zwarte gaten in het nabije universum geïdentificeerd. Dit bijzondere systeem, gelegen op 1,2 miljard lichtjaar van de aarde, is opmerkelijk vanwege de extreme zeldzaamheid van het gelijktijdig activeren van de actieve galactische kernen (AGN) van drie fusiegalaxies in radiogolven.
Deze ontdekking biedt niet alleen nieuwe inzichten in hoe massieve sterrenstelsels evolueren en groeien door middel van opeenvolgende fusies, maar vertegenwoordigt ook een belangrijke stap voorwaarts in het begrijpen van de kosmische dynamiek. De bevestiging van deze “drie openbare AGN” is het resultaat van waarnemingen met het Very Large Array (NSF VLA) en de Very Long Baseline Array (NSF VLBA) van de Nationale Wetenschapsstichting van de Verenigde Staten.
De drie betrokken galaxieën, met kernposities die ongeveer 22.000 en 97.000 lichtjaar van elkaar verwijderd zijn, vertonen compacte kernen die synchrotron-straling uitzenden, nauwkeurig uitgelijnd in radiobeelden. Dit weerlegt eerdere twijfels over de actieve natuur van al deze kernen.
De opmerkelijke kenmerken van J1218/1219+1035 gaan verder dan alleen het trio AGN. De drie supermassieve zwarte gaten zijn momenteel actief en stralen intensiteit uit binnen het radiogamma, waardoor dit systeem een uniek laboratorium biedt om direct de impact van galactische fusies op de groei van deze extreme objecten te bestuderen.
Dhr. Emma Schwartzman van het Amerikaanse Naval Research Laboratory, hoofdonderzoeker van de studie gepubliceerd in het tijdschrift The Astrophysical Journal Letters, legt uit: “Drie actief werkende galaxieën zoals deze zijn ongelooflijk zeldzaam, en het vangen van een tijdens een fusie geeft ons een gouden kans om te observeren hoe massieve sterrenstelsels en hun zwarte gaten samen groeien.”
De theoretische voorspelling van de existence van triple AGN-systemen maakt deel uit van het model van hiërarchische galactische evolutie, waarbij hoofdzakelijk sterrenstelsels, zoals de Melkweg, groeien door absorptie en herhaaldelijke fusies met kleinere sterrenstelsels. De empirische bevestiging van een geval waarin drie zwarte gaten krachtig uitstralen in radio en mogelijk actieve relativistische stralen voortdrijven, vormt een cruciale validatie van dit model.
Deze ontdekking kwam tot stand door gegevens van de Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) van NASA, die aanwijzingen vond van ten minste twee verborgen AGN in wat leek op een paar interactiegalaxieën. Verdere optische spectroscopie bevestigde de aanwezigheid van een AGN in een van de kernen en identificeerde een ‘samengestelde’ handtekening in een andere. Echter, de ware aard van de derde galaxie bleef vaag, aangezien haar optische emissie zowel door stervorming als door botsingen kon worden verklaard. Pas door middel van hoge-resolutie radiobeelden op frequenties van 3, 10 en 15 GHz konden de drie compacte radiokernen nauwkeurig worden onderscheiden van de optische galaxieën, waarbij definitief bewijs werd geleverd van de gelijktijdige AGN-activiteit in alle drie de componenten.
De spectrale metingen in de radio waren eveneens doorslaggevend. De analyses onthulden niet-thermische synchrotronemissie in elke kern: twee van de kernen vertoonden typische scheve spectra van AGN, terwijl de derde een nog sterker accentueerd spectrum vertoonde, wat mogelijk wijst op een niet-opgeloste straal. De VLBA detecteerde geen compacte kern op milliarcseconde-schaal, maar vestigde wel een limiet op de helderheidstemperatuur die de simpele stervorming als oorsprong uitsloot, en bevestigde zo de AGN-natuur van de centrale galaxie.
In zijn geheel nemen we J1218/1219+1035 niet alleen als het eerste bevestigde “drie openbare AGN”-systeem, maar ook als een van de meest intense systemen tot nu toe met drie synchroon stralende supermassieve zwarte gaten. De ontdekking stelt ons in staat om, zoals Dhr. Schwartzman opmerkt, “van theorie naar feit over te gaan dat het drie AGN-systeem een realiteit is en we een nieuw venster hebben geopend naar de levenscyclus van supermassieve zwarte gaten.”
