Då ett starkt ljus uppkommer vid tre galaxers sammanslagning

 

Bild https://public.nrao.edu/ Konstnärs tolkning av en sällsynt trio av sammanslagna galaxer, J121/1219+1035, som hyser tre aktivt närande i radiovågor synliga supermassiva svarta hål och vars jetstrålar lyser upp den omgivande gasen. Källa: NSF/AUI/NSF NRAO/P. Vosteen

Astronomer från U.S. Naval Research Laboratory (NRL), i samarbete med forskare vid U.S. Naval Observatory (USNO) och NASA Goddard Space Flight Center (NASA GSFC) har med hjälp av instrument från US National Science Foundation National Radio Astronomy Observatory (NSF NRAO) bekräftat det första kända trippelsystemet av galaxer vilka aktivt matar sina supermassiva svarta hål vilket upptäcktes i radiovågor. (National Radio Astronomy Observatory är en anläggning tillhörande U.S. National Science Foundation, som drivs enligt samarbetsavtal mellan Associated Universities, Inc.)

Systemet är katalogiserat som J1218/1219+1035 och finns cirka 1,2 miljarder ljusår från jorden. Högupplösta observationer från U.S. National Science Foundation Very Large Array (NSF VLA) och U.S. National Science Foundation Very Long Baseline Array (NSF VLBA) avslöjar kompakta, synkrotronutkastande i radiostrålning från de svarta hålen i varje galax vilket bekräftar att alla tre är värdar för aktiva centrum (AGN) som drivs av växande svarta hål. Detta gör J1218/1219+1035 till det första bekräftade "trippelradio-AGN" och  det tredje kända trippel-AGN-systemet i vårt närliggande universum.

Genom att fånga tre aktivt matande svarta hål i samma sammanslagna grupp av galaxer erbjuder de nya observationerna ett utmärkt laboratorium för att testa hur galaxmöten driver gas in i galaxers centrum och ger tillväxt av svarta hål.

J1218/1219+1035 sågs ursprungligen som ett ovanligt system vid upptäckten i mellaninfraröda data från NASAs Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) vilket antydde minst två dolda AGN som lurade i ett interagerande galaxpar. Uppföljande optisk spektroskopi bekräftade en AGN i en kärna och avslöjade en "komposit" signatur i en annan, men lämnade den tredje galaxens verkliga natur oklar eftersom dess emission också kunde uppstått ur  ex stjärnbildning. Först med nya, ultraskarpa radiobilder från NSF VLA  vid frekvenserna 3, 10 och 15 GHz upptäckte astronomer kompakta radiokärnor som var exakt justerade med tre optiska galaxer, vilket visade att varje galax hyser en AGN som är ljusstark i radioemission och sannolikt ger ifrån sig  jetstrålar eller utflöden.

"Trippel-aktiva galaxer som denna är sällsynta och att fånga en sådan i en aktiv sammanslagning ger oss en plats på första parkett till hur massiva galaxer och deras svarta hål växer tillsamman," beskriver Dr. Emma Schwartzman studieledare vid U.S. Naval Research Laboratory. "Genom att observera de tre svarta hålen i detta system  i radiovågsbältet ses hur de aktivt skjuter ut jetstrålar genom denna upptäckt  har vi flyttat trippel radio-AGN från teori till verklighet och öppnat ett nytt fönster in i livscykeln för supermassiva svarta hål."

Med endast två andra kända  och bekräftade trippel-AGN-system är det avgörande att utöka urvalet av sådana objekt för att förstå hur ofta svarta hål interagerar och så småningom slås samman. Upptäckten av J1218/1219+1035 understryker kraften i att kombinera mellaninfraröd selektion med känslig, högupplöst radioavbildning för att avslöja komplexa AGN-system som kan vara dolda eller tvetydiga vid optiska och röntgenvåglängder. Forskarna föreslår att framtida undersökningar och riktad uppföljning med anläggningar som NSF VLA och NSF VLBA kommer att vara avgörande för att avslöja fler trippel AGN och spåra hur svarta hål-trippel formar galaxers tillväxt över tid.