Tymczasem w pracy opublikowanej we wtorek, 10 listopada, na łamach prestiżowego czasopisma The Astrophysical Journal Letters,międzynarodowy zespół pod kierunkiem Silvii Onorato z NOIRLab przedstawił dowody na istnienie układu podwójnego, który według dotychczasowych praw astrofizyki nie powinien był zdążyć powstać. Jak podkreśla Onorato, nauka nie dysponuje obecnie spójnym wyjaśnieniem teoretycznym dla uformowania się pojedynczego giganta tego typu w tak wczesnej epoce, a obecność dwóch złączonych grawitacyjnie obiektów w jednym układzie całkowicie burzy dotychczasowe założenia.
Odkryty układ podwójny, oznaczony formalnie jako J1602+4228AB i ochrzczony hawajską nazwą Nāpōwawāʻenakaulua – oznaczającą „dwa ciała niebieskie niezgłębionej, potężnej ciemności w blasku żaru reinkarnujące energię we Wszechświecie” – obserwujemy w stanie, w jakim znajdował się zaledwie 900 milionów lat po Wielkim Wybuchu, w kluczowej fazie tzw. Kosmicznego Świtu.
Obiekt jest nie tylko najstarszą i najbardziej odległą parą kwazarów w historii obserwacji, lecz także najbardziej zwartą: centralne supermasywne czarne dziury dzieli dystans zaledwie 18 100 lat świetlnych, co stanowi około jednej piątej średnicy Drogi Mlecznej. Pomiary spektroskopowe wykazały, że obiekty te osiągnęły kolosalne masy, wynoszące odpowiednio 1,5 miliarda oraz 400 milionów mas Słońca, dorównując gigantom spotykanym w lokalnym, liczącym 13,8 miliarda lat Wszechświecie.
Promieniowanie kwazarów powstaje, gdy gaz i pył opadają na czarną dziurę, tworząc spłaszczony, wirujący dysk akrecyjny, w którym siły grawitacji i tarcia rozgrzewają materię do temperatur generujących blask wielokrotnie przewyższający łączną jasność wszystkich gwiazd galaktyki macierzystej. Choć kolizje galaktyk we wczesnym kosmosie powinny teoretycznie sprzyjać powstawaniu ciasnych układów podwójnych, ich detekcja na krańcach obserwowalnego Wszechświata graniczy z niemożliwością z trzech powodów: faza kwazarowa jest zjawiskiem krótkotrwałym w skali kosmicznej, obiekty na tych dystansach są skrajnie słabe fotometrycznie, a niewielka separacja kątowa uniemożliwia zazwyczaj ich rozdzielenie na dwa odrębne źródła.
Nāpōwawāʻenakaulua stanowi dopiero trzecią znaną parę kwazarów z epoki Kosmicznego Świtu, dołączając do rosnącej listy anomalnie masywnych czarnych dziur,które Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) rutynowo rejestruje już w granicach 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu.
Detekcja układu nastąpiła w ramach realizowanego przez JWST przeglądu Aether, którego celem jest spis populacji wczesnego Wszechświata przy użyciu spektrografu bliskiej podczerwieni NIRSpec w trybie jednostki pola integralnego (IFU) – instrumentu, który dostarczył już danych o 200 wczesnych kwazarach, co stanowi niemal połowę wszystkich znanych obiektów tej klasy.
Podczas analizy danych zidentyfikowano drugiego komponenta obok znanego źródła J1602+4228A, a fizyczne rozdzielenie obu składników z powierzchni Ziemi powiodło się dzięki teleskopowi Gemini North, wspomaganemu idealnymi warunkami atmosferycznymi nad uśpionym wulkanem Maunakea na Hawajach. Układ Nāpōwawāʻenakaulua staje się unikalnym laboratorium astrofizycznym, które posłuży badaczom do bezpośredniego śledzenia, jak pierwsze masywne galaktyki i ich jądra łączyły się ze sobą poprzez bezpośrednie oddziaływania grawitacyjne u zarania kosmosu.
