Det händer alltid något nytt och spännande inom området för forskning om svarta hål. Albert Einstein publicerade först sin bok som förklarade den allmänna relativitetsteorin, som beskrev svarta hål, 1922. Hundra år senare fick astronomer riktiga bilder av det svarta hålet i mitten av Vintergatan. I en ny tidning beskriver ett team av astronomer en annan spännande ny upptäckt: det första "vilande" svarta hålet som upptäcktes utanför galaxen.
Vilande svarta hål är svarta hål som inte avger synligt ljus. Som sådana är de notoriskt svåra att hitta. Denna nya upptäckt är spännande eftersom den ger insikt i bildandet och utvecklingen av svarta hål. Denna information är avgörande för att förstå gravitationsvågor såväl som andra astronomiska fenomen.
VFTS 243 är ett binärt system, det vill säga det består av två objekt som roterar runt ett gemensamt masscentrum. Det första objektet är en mycket het blå stjärna med en massa som är 25 gånger solens, och det andra är ett svart hål som är 9 gånger mer massivt än solen. VFTS 243 ligger i Tarantelnebulosan i det stora magellanska molnet, en följeslagare till Vintergatan som ligger cirka 163 000 ljusår från jorden.
Det svarta hålet i VFTS 243 anses vara vilande eftersom det inte avger något. Detta står i skarp kontrast till andra binära system där stark röntgenstrålning registreras från det svarta hålet.
Det svarta hålet är cirka 54 km i diameter och dvärgar den energiska stjärnan, som är cirka 200 000 gånger större. Båda roterar snabbt runt det gemensamma masscentrumet. Även med de mest kraftfulla teleskopen ser systemet visuellt ut som en enda blå prick.
Astronomer misstänker att Vintergatan och Stora Magellanska molnet har hundratals sådana binära system med svarta hål som inte avger röntgenstrålar. Svarta hål ses bäst när de avlägsnar materia från en sällskapsstjärna, en process som kallas "matning".
Matningen producerar en skiva av gas och damm som omger det svarta hålet. När skivmaterialet faller ner i det svarta hålet värmer friktionen upp ackretionsskivan till miljontals grader. Dessa heta skivor av materia avger mycket röntgenstrålar. Det första svarta hålet som upptäcktes på detta sätt var det berömda Swan X-1-systemet.
Astronomer har länge vetat att VFTS 243 är ett binärt system, men det har varit oklart om systemet är ett par stjärnor eller en dans mellan en enda stjärna och ett svart hål. För att avgöra vad som var sant använde teamet som studerade det binära systemet en teknik som kallas spektral untangling. Denna metod delar upp ljuset från VFTS 243 i dess våglängder, liknande vad som händer när vitt ljus träffar ett prisma och olika färger skapas.
Denna analys visade att ljuset från VFTS 243 kom från en enda källa snarare än två separata stjärnor. I avsaknad av strålning från stjärnans följeslagare var den enda möjliga slutsatsen att den andra kroppen i det binära systemet är ett svart hål, och därmed det första vilande svarta hålet som upptäcktes utanför Vintergatans galax.
De flesta svarta hål med en massa på mindre än 100 solar bildades som ett resultat av kollapsen av en massiv stjärna. När detta händer sker det ofta en kraftig explosion som kallas en supernova. Det faktum att det svarta hålet i VFTS 243-systemet är i en cirkulär bana med stjärnan är ett starkt bevis på att det inte förekom någon supernovaexplosion som annars skulle ha stött ut det svarta hålet från systemet eller åtminstone stört omloppsbanan. Istället verkar stamstjärnan ha kollapsat för att bilda ett svart hål utan att explodera.
Den massiva stjärnan i VFTS 243-systemet kommer bara att leva i ytterligare 5 miljoner år - ett ögonblick med astronomiska standarder. Stjärnans död bör leda till bildandet av ytterligare ett svart hål, vilket gör VFTS 243-systemet till ett binärt svart hål.
Hittills har astronomer upptäckt omkring 100 händelser när dubbla svarta hål smälter samman och skapar krusningar i rum-tiden. Men hur dessa binära svarta hålssystem bildas är fortfarande okänt, varför VFTS 243 och liknande system som ännu inte har upptäckts är så viktiga för framtida forskning. Kanske har naturen ett sinne för humor, eftersom svarta hål, även om de mörkaste föremålen som finns och inte avger ljus, istället kastar ljus över vår grundläggande förståelse av universum.
Du kan hjälpa Ukraina att slåss mot de ryska inkräktarna. Det bästa sättet att göra detta är att donera medel till Ukrainas väpnade styrkor genom Rädda liv eller via den officiella sidan NBU.
Läs också:
- Forskarna som avslöjade de falska upptäckterna av svarta hål upptäckte själva ett svart hål
- Astronomer har upptäckt ett monstersvart hål