Astronomen ontdekten acht begraven dubbele AGN-kandidaten, de grootste steekproef van verborgen, aangroeiende superzware zwarte gaten in laat-stadium fusies van sterrenstelsels, geselecteerd met behulp van NASA's Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE) ruimtetelescoop. Dit resultaat wordt gepresenteerd door afgestudeerde student Ryan Pfeifle van de George Mason University (Fairfax, Virginia, VS) op de jaarlijkse bijeenkomst van de European Astronomical Society (EWASS2019) in Lyon, Frankrijk, op vrijdag, 28 juni.

Observatiecampagnes en theoretische studies hebben aangetoond dat superzware zwarte gaten (SMBH's) zich in de centra van de meeste sterrenstelsels bevinden en dat interacties tussen sterrenstelsels alomtegenwoordig zijn in het heelal. Als resultaat, sterrenstelsels groeien en evolueren hiërarchisch door botsingen, die ook de SMBH's in hun centra voeden en bijgevolg laten groeien.

Fusies in een laat stadium zouden in feite plaats moeten bieden aan dual accreting SMBH's, of actieve galactische kernen (AGN) - ondubbelzinnig bewijs voor een voortdurende fusie - met paarscheidingen kleiner dan 10 kpc en waarvan wordt voorspeld dat ze de snelste groei van de zwarte gaten mogelijk maken. Decennia van observatiecampagnes hebben aangetoond, echter, de uitzonderlijke zeldzaamheid van dual accreting SMBH's.

Niet alleen het bestaan, frequentie, en accretiesnelheden van dergelijke dubbele AGN-systemen hebben belangrijke astrofysische implicaties voor de vorming en groei van SMBH's en hun verbinding met de gaststerrenstelsels waarin ze zich bevinden, zij zijn de voorlopers van SMBH-fusies, wat de meest gigantische zwaartekrachtgolfgebeurtenissen in het heelal zullen zijn - een onderwerp dat momenteel van belang is.

In een vervolgstudie rapporteert het internationale team van wetenschappers ook - met behulp van röntgenfoto's met hoge ruimtelijke resolutie, bijna-IR, en optische spectroscopische diagnostiek - een geval van een drietal aangroeiende superzware zwarte gaten met onderlinge scheidingen <10 kiloparsec (=32615.63797 lichtjaar) in de geavanceerde fusie SDSS J084905.51+111447.2.

De dynamiek van een drievoudig massief zwart-gatsysteem kan de fusietijdschaal voor twee zwarte gaten aanzienlijk verkorten.

Ryan Pfeifle legt uit:"De ontdekking suggereert dat dit een belangrijk mechanisme kan zijn voor het inspireren van het binaire zwarte gat en het produceren van bronnen van zwaartekrachtsgolven."

In aanvulling, drievoudige interacties kunnen resulteren in katapultejecties van een van de zwarte gaten met snelheden die hoog genoeg zijn om aan de gastheer te ontsnappen, wat resulteert in uitgeworpen of rondzwervende superzware zwarte gaten.

Pfeifle concludeert:"De resultaten van ons onderzoek tonen de ware kracht van mid-infraroodselectie aan:het kan gevallen van dubbele AGN-kandidaten selecteren die zouden worden gemist door optische selectietechnieken, en het biedt nu een methode waarmee we drievoudige fusies kunnen voorselecteren om te proberen meer drievoudige AGN te vinden."