Astronomer har oppdaget det største sorte hullet som noen gang er observert

Sammensatt bilde av galaksehopen Abell 85.

Sammensatt bilde av galaksehopen Abell 85.røntgen (NASA/CXC/SAO/A.Vikhlinin et al.); Optisk (SDSS)

Det mest massive sorte hullet som noen gang er observert har blitt oppdaget i en galakse rundt 700 millioner lysår fra Jorden. Det er så stort at astronomer tror det kan avbildes av den samme radioteleskopgruppen som produserte det første bildet av et mye mindre svart hull tidligere i år.

Den aktuelle galaksen, kalt Holm 15A, er det lyseste medlemmet av en klynge av galakser kalt Abell 85 som sitter i stjernebildet Cetus, synlig fra både den nordlige og sørlige halvkule. Den ble oppdaget i 1937 av den svenske astronomen Erik Holmberg.



Galakser på denne avstanden kunne ikke studeres i detalj før oppskytingen av Hubble-romteleskopet i 1990 og den nyere konstruksjonen av gigantiske teleskoper på bakken. Astronomer innså raskt at Holm 15A er noe uvanlig.

Det som er slående med Holm 15A er hvor stor og hvor svak den sentrale diffuse regionen av galaksen er, sier Kianusch Mehrgan ved Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Tyskland og noen få kolleger. Men mens den indre kjernen er uvanlig svak, er resten av galaksen relativt lyssterk. Hvorfor det?

Nå tror Mehrgan og kollegene at de har løst gåten ved å bruke data samlet inn av Very Large Telescope, en rekke av fire sammenkoblede teleskoper hver med en diameter på 8 meter som observerer nattehimmelen i de synlige og infrarøde delene av spekteret. Instrumentet sitter i en høyde av 2600 meter i Atacama-ørkenen i Chile og har siden det første lyset i 1988 blitt et av de mest produktive astronomiske observatoriene som noen gang er bygget.

Mehrgan og kollegene brukte disse dataene til å kartlegge strukturen til galaksen mer detaljert enn tidligere mulig. De kjørte deretter en rekke simuleringer for å forstå hvorfor sentrum er så svakt og hvordan galaksen kan ha dannet seg i utgangspunktet.

Resultatene gir interessant lesning. Simuleringene antyder at Holm 15A må ha dannet seg i en gigantisk kollisjon mellom to unge galakser, en vanlig forekomst i det tidlige universet. Teamet sier at grunnen til at kjernen er så svak er at den er dominert av et supermassivt sort hull som enten har spist opp stjernene i nærheten eller kastet dem ut i de ytre områdene av galaksen.

Holm 15A supermassive sorte hull

Dette sorte hullet er enormt, selv etter kosmologiske standarder. Teamet sier med et konservativt estimat at den er 40 milliarder ganger mer massiv enn solen. Til sammenligning er det sorte hullet i sentrum av Melkeveien, Skytten A*, bare 4 millioner ganger mer massivt enn solen.

Det supermassive sorte hullet til Holm 15A er ikke bare det mest massive til dags dato, det er også fire til ni ganger større enn forventet, sier Mehrgan og kollegene, og påpeker at det er dobbelt så massivt som de tidligere rekordholderne.

Denne enorme størrelsen gjør det sorte hullet Holm 15A til en god kandidat for bildebehandling. Tidligere i år tok astronomer det første bildet av et sort hull ved hjelp av en rekke med åtte radioteleskoper plassert over hele verden som skapte et instrument på planetstørrelse. Denne matrisen er kjent som Event Horizon Telescope og har en oppløsning på 20 millibuesekunder, tilsvarende oppløsningen som kreves for å se Neil Armstrongs fotavtrykk på månen fra jorden.

Det nyoppdagede sorte hullet fyller et område på himmelen omtrent 18 ± 3,7 mikrobuesekunder, så det kan godt være avbildet med Event Horizon Telescope. Det supermassive sorte hullet til Holm 15A er et kandidatsystem for direkte avbildning, sier Mehrgan og kolleger.

Det er interessant arbeid som avslører hvor kraftige bildeteknikker har blitt de siste årene. Likevel, med større og kraftigere teleskoper som for tiden er under bygging, vil Holm 15A neppe holde rekorden lenge.

Ref: arxiv.org/abs/1907.10608 : Et svart hull på 40 milliarder solmasser i den ekstreme kjernen av Holm 15a, The Central Galaxy Of Abell 85

gjemme seg