Det første sorte hul nogensinde opdaget er mere massivt, end vi troede

Nye observationer af det første sorte hul nogensinde har fået astronomer til at stille spørgsmålstegn ved, hvad de ved om universets mest mystiske objekter.

Udgivet i dag i bladet Videnskab , forskningen viser, at systemet kendt som Cygnus X-1 indeholder det mest massive sorte hul af stjernemasse, der nogensinde er opdaget uden brug af gravitationsbølger.

Cygnus X-1 er et af de sorte huller, der er tættest på Jorden. Det blev opdaget i 1964, da et par geigertællere blev båret ombord på en sub-orbital raket, der blev opsendt fra New Mexico.

Objektet var i fokus for et berømt videnskabeligt væddemål mellem fysikerne Stephen Hawking og Kip Thorne, med Hawking væddemål i 1974, at det ikke var et sort hul. Hawking indrømmede væddemålet i 1990.

I dette seneste værk, et internationalt hold af astronomer brugte Very Long Baseline Array - et radioteleskop på kontinentstørrelse bestående af 10 skåle spredt over hele USA - sammen med en smart teknik til at måle afstande i rummet.

"Hvis vi kan se det samme objekt fra forskellige steder, vi kan beregne dens afstand væk fra os ved at måle, hvor langt objektet ser ud til at bevæge sig i forhold til baggrunden, " sagde ledende forsker, Professor James Miller-Jones fra Curtin University og International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR).

"Hvis du holder fingeren ud foran dine øjne og ser den med et øje ad gangen, du vil bemærke, at din finger ser ud til at hoppe fra et sted til et andet. Det er præcis det samme princip."

"I løbet af seks dage observerede vi en fuld bane om det sorte hul og brugte observationer taget af det samme system med det samme teleskoparray i 2011, " sagde professor Miller-Jones. "Denne metode og vores nye målinger viser, at systemet er længere væk end tidligere antaget, med et sort hul, der er betydeligt mere massivt."

Medforfatter professor Ilya Mandel fra Monash University og ARC Center of Excellence in Gravitational Wave Discovery (OzGrav) sagde, at det sorte hul er så massivt, at det faktisk er udfordrende, hvordan astronomer troede, de blev dannet.

"Stjerner mister masse til deres omgivende miljø gennem stjernevinde, der blæser væk fra deres overflade. Men for at gøre et sort hul så tungt, vi er nødt til at skrue ned for mængden af ​​masse, som lyse stjerner mister i løbet af deres levetid," sagde han.

"Det sorte hul i Cygnus X-1-systemet begyndte livet som en stjerne, der var cirka 60 gange Solens masse og kollapsede for titusinder af år siden, sagde han. Utroligt nok, den kredser om sin følgestjerne – en supergigant – hver femte og en halv dag på kun en femtedel af afstanden mellem Jorden og Solen.

"Disse nye observationer fortæller os, at det sorte hul er mere end 20 gange vores sols masse - en stigning på 50 procent i forhold til tidligere skøn."

Xueshan Zhao er medforfatter på papiret og en ph.d. kandidat, der studerer ved National Astronomical Observatories - en del af det kinesiske videnskabsakademi (NAOC) i Beijing.

"Ved at bruge de opdaterede mål for det sorte huls masse og dets afstand væk fra Jorden, Jeg var i stand til at bekræfte, at Cygnus X-1 drejer utrolig hurtigt - meget tæt på lysets hastighed og hurtigere end noget andet sort hul, der er fundet til dato, " hun sagde.

"Jeg er i begyndelsen af ​​min forskerkarriere, så det at være en del af et internationalt team og hjælpe med at forfine egenskaberne ved det første sorte hul, der nogensinde er opdaget, har været en stor mulighed."

Næste år, verdens største radioteleskop – Square Kilometer Array (SKA) – vil begynde at bygge i Australien og Sydafrika.

"At studere sorte huller er som at kaste lys over universets bedst bevarede hemmelighed - det er et udfordrende, men spændende forskningsområde, " sagde professor Miller-Jones.

"Når den næste generation af teleskoper kommer online, deres forbedrede følsomhed afslører universet mere og mere detaljeret, udnytte årtiers indsats investeret af videnskabsmænd og forskerhold rundt om i verden for bedre at forstå kosmos og de eksotiske og ekstreme objekter, der eksisterer.

"Det er et godt tidspunkt at være astronom."