Sort huls politi opdager et sovende sort hul uden for Mælkevejsgalaksen

Denne kunstners indtryk viser, hvordan det binære system VFTS 243 kunne se ud, hvis vi observerede det tæt på. Systemet, som er placeret i Taranteltågen i den store magellanske sky, er sammensat af en varm, blå stjerne med 25 gange Solens masse og et sort hul, som er mindst ni gange Solens masse. Størrelsen af de to binære komponenter er ikke i skala:i virkeligheden er den blå stjerne omkring 200.000 gange større end det sorte hul. Bemærk, at 'linseeffekten' omkring det sorte hul kun er vist til illustrationsformål, for at gøre dette mørke objekt mere synligt på billedet. Systemets hældning betyder, at vi, når vi ser på det fra Jorden, ikke kan observere det sorte hul, der formørker stjernen. Kredit:Kredit:ESO/L. Calçada

Et hold af internationale eksperter, der er kendt for at afsløre opdagelser af sorte hul, har fundet et sovende sort hul med stjernemasse i den store magellanske sky, en galakse, der er nabo til Mælkevejen. Holdet inkluderer Kareem El-Badry - af andre astronomer kaldet "sorte hul-ødelæggeren" - fra Center for Astrofysik | Harvard &Smithsonian (CfA).

"For første gang samledes vores team for at rapportere om en opdagelse af et sort hul i stedet for at afvise et," siger studieleder Tomer Shenar, en Marie-Curie Fellow ved Amsterdam Universitet i Holland.

Holdet fandt ud af, at stjernen, der gav anledning til det sorte hul, forsvandt uden tegn på en kraftig eksplosion.

"Vi har identificeret en nål i en høstak," siger Shenar. Selvom andre lignende sorte hul-kandidater er blevet foreslået, hævder holdet, at dette er det første "sovende" sorte hul med stjernemasse, der utvetydigt blev opdaget uden for Mælkevejen. Værket blev offentliggjort i dag i tidsskriftet Nature Astronomy.

Stjernemasse sorte huller dannes, når massive stjerner når slutningen af deres liv og kollapser under deres egen tyngdekraft. I et binært system, et system af to stjerner, der kredser om hinanden, efterlader denne proces et sort hul i kredsløb med en lysende ledsagerstjerne. Det sorte hul er "hvilende", hvis det ikke udsender høje niveauer af røntgenstråling, og det er sådan sådanne sorte huller typisk opdages.

Opdagelsen blev gjort takket være seks års observationer opnået med European Southern Observatory's (ESO's) Very Large Telescope (VLT).

"Det er utroligt, at vi næsten ikke kender til nogen sovende sorte huller, i betragtning af hvor almindelige astronomer tror, de er," forklarer medforfatter Pablo Marchant fra KU Leuven. Det nyfundne sorte hul er mindst ni gange Solens masse og kredser om en varm, blå stjerne, der vejer 25 gange Solens masse.

Sovende sorte huller er særligt svære at få øje på, da de ikke interagerer meget med deres omgivelser.

"I mere end to år nu har vi ledt efter sådanne sorte hul-binære systemer," siger medforfatter Julia Bodensteiner, forsker ved ESO i Tyskland. "Jeg var meget begejstret, da jeg hørte om VFTS 243, som efter min mening er den mest overbevisende kandidat, der er rapporteret til dato."

Taranteltågen, der lyser klart omkring 160.000 lysår væk, er det mest spektakulære træk ved Den Store Magellanske Sky, en satellitgalakse til Mælkevejen. Dette billede fra VLT Survey Telescope ved ESO’s Paranal Observatory i Chile viser regionen og dens rige omgivelser i detaljer. Den afslører et kosmisk landskab af stjernehobe, glødende gasskyer og de spredte rester af supernovaeksplosioner. Kredit:Kredit:ESO

For at finde VFTS 243 søgte samarbejdet efter næsten 1.000 massive stjerner i Tarantula Nebula-regionen i den store magellanske sky og ledte efter dem, der kunne have sorte huller som ledsagere. At identificere disse ledsagere som sorte huller er ekstremt vanskeligt, da der findes så mange alternative muligheder.

"Som en forsker, der har afsløret potentielle sorte huller i de seneste år, var jeg ekstremt skeptisk med hensyn til denne opdagelse," siger Shenar.

Skepsisen blev delt af CfA-medforfatteren El-Badry, som Shenar kalder "det sorte huls ødelægger". Et nyligt Harvard Magazine Historien kalder på samme måde El-Badry for en "sort huls debunker."

"Da Tomer bad mig om at dobbelttjekke hans resultater, var jeg i tvivl. Men jeg kunne ikke finde en plausibel forklaring på de data, der ikke involverede et sort hul," forklarer El-Badry.

Opdagelsen giver også holdet et unikt indblik i de processer, der ledsager dannelsen af sorte huller. Astronomer mener, at et sort hul med stjernemasse dannes, når kernen af en døende massiv stjerne kollapser, men det er fortsat usikkert, om dette er ledsaget af en kraftig supernovaeksplosion.

"Stjernen, der dannede det sorte hul i VFTS 243, ser ud til at være kollapset fuldstændigt uden tegn på en tidligere eksplosion," forklarer Shenar. "Beviser for dette 'direkte kollaps'-scenarie er dukket op for nylig, men vores undersøgelse giver uden tvivl en af de mest direkte indikationer. Dette har enorme konsekvenser for oprindelsen af sorte hul-fusioner i kosmos."

Det sorte hul i VFTS 243 blev fundet ved hjælp af seks års observationer af Tarantula-tågen af Fibre Large Array Multi Element Spectrograph-instrumentet (FLAMES) på ESO's VLT. FLAMES giver astronomer mulighed for at observere mere end hundrede objekter på én gang, hvilket er en betydelig besparelse af teleskoptid sammenlignet med at studere hvert objekt én efter én.

På trods af kaldenavnet "sort hul politi" opfordrer holdet aktivt til granskning og håber, at deres arbejde vil muliggøre opdagelsen af andre stjerne-masse sorte huller, der kredser om massive stjerner, hvoraf tusindvis forudsiges at eksistere i Mælkevejen og i de magellanske skyer .

"Selvfølgelig forventer jeg, at andre i feltet undersøger vores analyse omhyggeligt og forsøger at lave alternative modeller," siger El-Badry. "Det er et meget spændende projekt at være med i." + Udforsk yderligere

Sorte hulsjægere:En borgervidenskabelig søgning efter selvlinsende sorte hul

Sidste artikelTo massive Jupiter-størrelse exoplaneter opdaget med TESS

Næste artikelVideo:Jupiters hemmeligheder