Галактики ростуть і еволюціонують, зливаючись з іншими галактиками, змішуючи свої мільярди зірок, викликаючи спалахи енергійного зореутворення та часто підживлюючи свої центральні надмасивні чорні діри, створюючи яскраві квазари, які затьмарюють всю галактику. Деякі з цих злиттів зрештою перетворюються на масивні еліптичні галактики, які містять чорні діри, маса яких у мільярди разів перевищує масу нашого Сонця. Хоча астрономи спостерігали справжній звіринець злиття галактик із більш ніж одним квазаром у нашому власному космічному сусідстві, більш віддалені приклади, коли Всесвіт мав лише чверть свого нинішнього віку, досить рідкісні, і їх надзвичайно складно знайти.
Задіявши ряд наземних і космічних обсерваторій, включаючи Gemini North, одну половину Міжнародної обсерваторії Gemini, керованої NOIRLab NSF, команда астрономів виявила тісно пов’язану пару надмасивних чорних дір — квазарів, які активно живлять. Це відкриття є першим підтвердженим виявленням пари надмасивних чорних дір в тій самій галактичній нерухомості в «космічний полудень» — період шаленого зореутворення в той час, коли Всесвіту було всього три мільярди років.
Попередні спостереження виявили подібні системи на ранніх стадіях злиття, коли дві галактики ще можна було вважати чітко окремими одиницями. Але ці нові результати показують, що пара квазарів спалахує в такій близькості, лише на відстані 10 000 світлових років одна від одної, що їхні вихідні галактики, ймовірно, на шляху до того, щоб стати єдиною гігантською еліптичною галактикою.
Пошук пар надмасивних чорних дір так близько одна до одної в цю ранню епоху схожий на спробу знайти знамениту голку в стозі сіна. Проблема полягає в тому, що більшість пар чорних дір розташовані надто близько, щоб розрізняти їх окремо. Щоб остаточно виявити таку систему, дві надмасивні чорні діри повинні активно збільшуватися і сяяти як квазари одночасно, умови, які є надзвичайно рідкісними. За статистикою, на кожні 100 надмасивних чорних дір тільки одна повинна активно наростає в певний час.
Однак астрономи знають, що далекий Всесвіт повинен бути наповнений парами надмасивних чорних дір, вбудованих у галактики, що зливаються. Перші натяки на таку систему були знайдені в даних космічного телескопа Хаббл NASA/ESA, які виявили дві близько розташовані точки світла у віддаленому Всесвіті.
Щоб перевірити справжню природу цієї системи, команда провела пошук у величезній базі даних обсерваторії Gaia ESA і виявила, що ця система має очевидне «похитування», яке могло бути результатом спорадичних змін в активності живлення чорної діри.