Astronomer har identificeret det mest massive stjernernes sorte hul i Mælkevejsgalaksen. Dette sorte hul blev opdaget i missionsdataene Gaia af den europæiske rumfartsorganisation, da den forårsager en mærkelig "vaklende" bevægelse af den ledsagende stjerne, der kredser om den. Data fra European Southern Observatory's Very Large Telescope (ESO's VLT) og andre jordbaserede observatorier blev brugt til at verificere massen af det sorte hul, som viste sig at være 33 gange Solens masse.
Stjerneformede sorte huller dannes ved sammenbrud af massive stjerner, og dem, der tidligere blev opdaget i Mælkevejen, er i gennemsnit omkring 10 gange mere massive end Solen. Selv det næstmest massive sorte hul, der er kendt i vores galakse, Cygnus X-1, når kun 21 solmasser, hvilket gør denne nye observation af 33 solmasser enestående.
Det er bemærkelsesværdigt, at dette sorte hul også er ekstremt tæt på os - kun 2000 lysår væk i stjernebilledet Aquila, er det det andet sorte hul, der vides at være tættest på Jorden. Kaldet Gaia BH3, eller BH3 for kort, blev det opdaget, da holdet gennemgik observationer af Gaia som forberedelse til en kommende datapublikation.
"Ingen forventede at finde et massivt sort hul i nærheden, som endnu ikke var blevet opdaget," siger Gaia-projektets deltager Pasquale Panuzzo, en astronom ved Paris Observatory, en del af Frankrigs Nationale Center for Videnskabelig Forskning (CNRS). "Du kan kun gøre sådan en opdagelse én gang i dit forskningsliv."
For at bekræfte deres opdagelse brugte medlemmer af Gaia-projektet data fra jordbaserede observatorier, herunder Ultraviolet and Visible Emission Spectrograph (UVES) placeret på Den Europæiske Rumorganisations VLT-observatorium i Chiles Atacama-ørken. Disse observationer afslørede nøgleegenskaber ved ledsagerstjernen, der sammen med Gaia-dataene gjorde det muligt for astronomer at måle massen af BH3 præcist.
Astronomer har opdaget lignende massive sorte huller uden for vores galakse (ved at bruge en anden detektionsmetode) og har foreslået, at de kan være dannet ved sammenbrud af stjerner med meget få grundstoffer, der er tungere end brint og helium i deres kemiske sammensætning. Disse såkaldt metalfattige stjerner menes at tabe mindre masse i løbet af deres levetid og har derfor mere materiale til at danne massive sorte huller, efter at de dør. Men beviser, der direkte ville forbinde metalfattige stjerner med supermassive sorte huller, manglede stadig.
Stjernerne i parret har en tendens til at have lignende sammensætninger, hvilket betyder, at BH3-satellitten har vigtige spor om stjernen, der kollapsede for at danne dette enestående sorte hul. UVES-dataene viste, at satellitten var en meget metalfattig stjerne, hvilket indikerer, at den stjerne, der kollapsede og dannede BH3, også var metalfattig - som forudsagt.
"Vi har taget det ekstraordinære skridt at udgive dette papir baseret på foreløbige data for den kommende Gaia-udgivelse på grund af opdagelsens unikke karakter," siger medforfatter Elisabeth Caffau, som også er medlem af Gaia-projektet ved CNRS Observatoriet i Paris. Tidlig adgang til dataene vil give andre astronomer mulighed for at begynde at studere det sorte hul nu uden at vente på den fulde dataudgivelse, der er planlagt til slutningen af 2025.
Yderligere observationer af dette system kan afsløre mere om dets historie og om selve det sorte hul. For eksempel kan GRAVITY-instrumentet på ESO's VLT-interferometer hjælpe astronomer med at finde ud af, om dette sorte hul trækker stof ind fra omgivelserne og bedre forstå dette fascinerende objekt.
Læs også: