Her skjuler det seg noe veldig digert

Her ser du Omega Centauri, en kulehop rundt 18.000 lysår fra jorda. I sentrum skjuler det seg en helt spesiell type sort hull. (Foto: ESA/Hubble & NASA, M. Häberle (MPIA))

 Sju stjerner går altfor fort rundt ingenting.

Leteaksjonen har pågått i årevis.

I teorien skal det finnes tre hovedtyper av sorte hull:

• Vanlige sorte hull med masse opptil noen titalls ganger vår egen sol.
• Mellomstore sorte hull med masser mellom 100 og 100.000 ganger sola.
• Supermassive sorte hull med en masser mellom millioner og milliarder ganger sola.

Problemet er at vi bare har funnet to av dem – de små og de kjempestore. Etter år med leting har det vist seg at de mellomstore sorte hullene er skikkelig vanskelig å oppdrive. Hvis de i det hele tatt finnes.

Selv om det har dukket opp noen lovende tilfeller, har ingen forskere kommet opp med overbevisende observasjoner der ute i rommet.

Til nå.

Denne uka publiserer en gruppe forskere de hittil beste bevisene for at mellomstore sorte hull faktisk finnes.

Underlige bevegelser

Det hele handler om kulehopen Omega Centauri.

Dette er – som navnet tilsier – en kuleformet samling av ti millioner stjerner inne i Melkeveien. Trolig var den en gang en selvstendig dverggalakse, som så ble slukt av vår egen.

Nettopp slike kulehoper er interessante steder å lete etter mellomstore sorte hull. Teoretisk skulle man nemlig tro at denne typen sorte hull kan dannes i den tette midten av kulehopen.

Tidligere undersøkelser av Omega Centaury har imidlertid gitt skuffende resultater: Ingen tegn tydet på at det lå noe mellomstort hull og lurte i sentrum.

Men nå har Maximilian Häberle fra Max Planck Institute for Astronomy og kollegaene hans gått enda grundigere til verks.

De har brukt over 500 bilder tatt av romteleskopet Hubble over en periode på 20 år, for å kartlegge bevegelsene til 150.000 stjerner i kulehopen.

Da fant de sju stjerner som oppfører seg underlig.

Bildene zoomer inn på et område i midten av Omega Centauri, der et mellomstort sort hull trolig ligger. (Foto: ESA/Hubble & NASA, M. Häberle (MPIA))

Burde være forsvunnet

Disse sju stjernene i midten av Omega Centauri beveger seg altfor raskt. Med den farten burde de ha rast ut av kulehopen og forsvunnet for lenge siden. 

• Les også: Gravitasjonsbølger kan ha avslørt en ny type sorte hull

Og det er faktisk akkurat noe slikt forskerne har lett etter.

For dette betyr at noe med veldig sterk tyngdekraft må trekke i stjernene, slik at de likevel holder seg i kulehopen. 

Utfra de individuelle bevegelsene til de raske stjernene, har forskerne kunnet beregne at dette noe må dreie seg om et sort hull med 8.200 solmasser.

Altså et mellomstort sort hull.

I områdene der dette sorte hullet burde befinne seg, ser det ut til å være ingenting på bildene. Akkurat som forventet. (Du kan se en video zoome inn igjennom kulehopen nederst i saken.)

– Hittil beste bevis

– Disse nyoppdagede stjernene gir de hittil beste bevisene for at Omega Centauri har et mellomstort sort hull, skriver Daryl Haggard og Adrienne Cool. De har ikke vært med på den nye studien, men omtaler resultatene i en kommentar i det vitenskapelige tidsskriftet Nature.

De to forskerne mener resultatene taler mot en mulig innvending: At det som befinner seg i midten av kulehopen slett ikke er et mellomstort sort hull, men en ansamling av mange mindre.

– Det faktum at stjernene observert av Häberle og kollegene er begrenset til et så lite område i kjernen – og at stjernene beveger seg så raskt – taler mot en samling av små sorte hull, skriver de.

Häberle og co har dessuten også utelukket andre prosesser som kunne forklart den høye hastigheten til de sju stjernene.

James Webb

Haggard og Cool tror vi kan få enda mer dokumentasjon i årene som kommer, for eksempel om hvor det sorte hullet ligger.

Da skal nemlig det nye romteleskopet James Webb ta enda skarpere bilder av midten av Omega Centauri.

– Fremtidige observasjoner kan gjøre det mulig å finne plasseringen ved å fange opp svak stråling fra gass som varmes opp når den faller ned i det sorte hullet, skriver de.

Referanse:

M. Häberle, m. fl., Fast-moving stars around an intermediate- mass black hole in ω Centauri, Nature, juli 2024. Sammendrag. 

Daryl Haggard & Adrienne Cool, Speedy stars blow the cover of hidden black hole, Nature juli 2024. Sammendrag.