Tres agujeros negros masivos en pleno crecimiento parecen coexistir en una sola galaxia, observada cuando el Universo apenas tenía unos 1.200 millones de años.
Esta galaxia, llamada J0148-4214, se encuentra a un corrimiento al rojo de 5,0167. Esta medida indica que su luz se ha estirado considerablemente debido a la expansión del Universo. Por ello, los astrónomos la observan tal como era en una etapa muy temprana de la historia cósmica. El telescopio espacial James-Webb permitió examinar su luz con suficiente precisión para distinguir varias zonas muy compactas.
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Los investigadores no fotografiaron directamente los agujeros negros. Estudiaron la luz emitida por el gas que gira rápidamente a su alrededor antes de caer hacia su centro. Este gas produce, entre otras cosas, una línea luminosa relacionada con el hidrógeno. Cuando aparece muy ensanchada, revela velocidades elevadas cerca de un objeto masivo que está absorbiendo materia.
Dos de estas zonas se encuentran en el corazón de la galaxia. Solo están separadas por unos 190 pársecs, es decir, cerca de 620 años luz. Una tercera aparece más lejos, a unos 1,7 kilopársecs del centro, aproximadamente 5.500 años luz. Esta disposición proporciona un indicio poco frecuente sobre el crecimiento de los agujeros negros en las galaxias jóvenes.
Las masas estimadas son muy diferentes. El agujero negro central más grande alcanzaría unos 80 millones de veces la masa del Sol. Su vecino tendría cerca de 630.000 masas solares. El tercero, situado fuera del centro, se aproximaría a los dos millones de masas solares. Estos valores siguen siendo estimaciones obtenidas a partir de la velocidad del gas y de su luminosidad.
Para comprender el interés de esta configuración, hay que remontarse a la formación de las galaxias. En el Universo joven, estas se acercaban y fusionaban con frecuencia. Sus agujeros negros podían acabar reunidos en el mismo sistema. Las observaciones de J0148-4214 permiten acceder a una etapa en la que varios de estos objetos parecen seguir siendo distintos y activos.
Los autores examinaron otras posibles explicaciones para las emisiones observadas, como supernovas, vientos rápidos o estrellas muy masivas. Sin embargo, su análisis favorece la presencia de tres regiones alimentadas por agujeros negros. En el caso de los dos objetos centrales, su reducida separación refuerza la hipótesis de un acercamiento progresivo bajo el efecto de la gravedad.
Según una estimación basada en su movimiento dentro de la galaxia, los dos agujeros negros centrales podrían terminar fusionándose en menos de 700 millones de años. El tercero podría unirse posteriormente al centro, pero su historia sigue siendo incierta.
Futuras observaciones deberán determinar si este sistema puede convertirse en una fuente de ondas gravitacionales detectable por los observatorios espaciales previstos para las próximas décadas.