Ein internationales Team von Astronomen hat im System J1218/1219+1035 das erste bestätigte Trio von supermassiven, radiobrichtenden Schwarzen Löchern im nahen Universum entdeckt. Dieses System, das sich 1,2 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befindet, fällt nicht nur durch die außerordentliche Seltenheit auf, dass drei fusionsfähige Galaxien gleichzeitig ihre aktiven galaktischen Kerne (AGN) im Radio aktivieren, sondern liefert auch konkrete Antworten auf Theorien über die Entwicklung und das Wachstum massiver Galaxien durch aufeinanderfolgende Verschmelzungen.

Die Bestätigung dieses „dreifachen Radio-AGN“ stellt laut den Beobachtungen, die mit dem Very Large Array (NSF VLA) und dem Very Long Baseline Array (NSF VLBA) der National Science Foundation der Vereinigten Staaten durchgeführt wurden, einen bedeutenden Fortschritt dar. Die drei beteiligten Galaxien, deren Zentren etwa 22.000 und 97.000 Lichtjahre voneinander entfernt sind, zeigen kompakte, synchronisationsemittierende Kerne, die in den Radiobildern präzise ausgerichtet sind und somit frühere Zweifel an der aktiven Natur aller drei Kerne widerlegen.

Diese Strukturen bilden eine dynamisch vereinte Gruppe und zeigen deutliche Spuren der Gezeitenkräfte, die aus ihrer gegenseitigen Interaktion resultieren.

Die außergewöhnliche Natur von J1218/1219+1035 besteht nicht nur in seinem dreifachen AGN, sondern auch darin, dass alle drei supermassiven Schwarzen Löcher derzeit aktiv Nahrung aufnehmen und intensiv im Radiobereich leuchten. Dies macht das System zu einem einzigartigen Labor, um direkt den Einfluss galaktischer Verschmelzungen auf das Wachstum dieser extremen Objekte zu studieren.

Wie Dr. Emma Schwartzman vom US Naval Research Laboratory, die Leiterin der in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal Letters veröffentlichten Studie, erklärte: „Dreifach aktive Galaxien wie diese sind unglaublich selten, und die Aufnahme eines solchen Systems während einer Fusion gewährt uns einen Platz in der ersten Reihe, um zu beobachten, wie massive Galaxien und ihre Schwarzen Löcher gemeinsam wachsen.“

Die Existenz von dreifachen AGN-Systemen wurde theoretisch als Teil des Modells der galaktischen hierarchischen Evolution vorhergesagt, wobei größere Galaxien, wie die Milchstraße, durch die wiederholte Absorption und Fusion mit kleineren Galaxien wachsen. Die empirische Bestätigung eines Szenarios, in dem alle drei Schwarzen Löcher stark im Radio emittieren und möglicherweise aktive relativistische Jets antreiben, stellt jedoch eine entscheidende Validierung dieses Modells dar.

Der Fund basiert auf Daten des Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE) der NASA, der Hinweise auf mindestens zwei verborgene AGN in dem entdeckten Paar von Galaxien in Wechselwirkung lieferte. Anschließend bestätigte die optische Spektroskopie die Existenz eines AGN im Zentrum einer Galaxie und wies ein „gemischtes“ Signal in einer anderen nach; die wahre Natur der dritten Galaxie blieb jedoch unklar, da ihre optische Emission sowohl durch Sternbildung als auch durch Kollisionen erklärt werden konnte. Nur durch hochauflösende Radiobilder bei Frequenzen von 3, 10 und 15 GHz konnten drei kompakte Radiozentren präzise identifiziert werden, die mit den optischen Galaxien übereinstimmen, was den endgültigen Beweis für die gleichzeitige AGN-Aktivität in allen drei Komponenten erbrachte.

Die radiophysikalischen Messungen waren ebenfalls entscheidend. Analysen zeigten nicht-thermische Synchronisationsemissionen in jedem Kern: Zwei der Kerne wiesen typische steile Spektren von AGN auf, während der dritte ein noch ausgeprägteres Spektrum zeigte, was möglicherweise auf einen nicht aufgelösten Jet hindeutet.

Das VLBA identifizierte zwar keinen kompakten Kern im Millibogenmaßstab, setzte jedoch eine Obergrenze für die Helligkeitstemperatur, die eine einfache Sternbildung als Ursprung ausschloss, und bestätigte somit die AGN-Natur der zentralen Galaxie.

Insgesamt wird J1218/1219+1035 somit nicht nur das erste bestätigte „dreifache Radio-AGN“ – und das dritte bekannte System mit aktivem dreifachen AGN – sondern auch eines der intensivsten, das bisher entdeckt wurde, mit drei synchronisierten, radiobringenden supermassiven Schwarzen Löchern. Der Fund ermöglicht den Übergang, wie Dr. Schwartzman anmerkt, „von der Theorie zur Realität, dass das triple Radio-AGN existiert, und wir haben ein neues Fenster in den Lebenszyklus supermassiver Schwarzen Löcher eröffnet.“