Astronomer lyckades fånga ögonblicket då ett svart hål blev aktivt.

 

Bild https://public.nrao.edu/ Översta delen av bilden galaxhopen (vit/violett) och dess heta gasatmosfär (blå); nedre högra delen av bilden  NSF VLBA-bild av det nyligen uppvaknade centrala svarta hålet och dess små jetstrålar; nedre vänstra bilden: artikelns huvudförfattare, Francesco Ubertosi, med en av NSF VLBA-antennerna (Owens Valley, CA) som används för observationerna i bakgrunden. Fotograf: Univ. of Bologna/F.Ubertosi

Astronomer som har använt sig av(radioteleskopen) U.S. National Science Foundation's Very Long Baseline Array (NSF VLBA) och U.S. National Science Foundation's Very Large Array (NSF VLA) har upptäckt ett supermassivt svart hål då det håller på att vakna upp ur en lång inaktivitet vilket ger en aldrig tidigare skådad inblick i de tidigaste stadierna av svarta håls aktivitetsuppvaknande. Upptäckten ger nya rön om hur dessa svarta hål börjar påverka sin omgivning och kan hjälpa till att lösa långvariga gåtor om galaxers utveckling.

Forskningen, som letts av Francesco Ubertosi vid universitetet i Bologna och det nationella institutet för astrofysik i Italien (INAF/IRA), fokuserade på galaxhopen CHIPS 1911+4455, som finns cirka 6 miljarder ljusår från jorden. Det som gör det här systemet extraordinärt är att dess centrala supermassiva svarta hål först nyligen har blivit aktivt astronomiskt sett och börjat konsumera materia och skjuta upp jetstrålar Aktiviteten beräknas ha börjat för bara tusen år sedan.

"Det här är som att se en sovande jätte vakna", beskriver Ubertosi, studiens huvudförfattare. – Vi ser det här supermassiva svarta hålet i början av sin aktiva fas innan det har hunnit förändra sin omgivning i någon större utsträckning. Det är en otroligt sällsynt möjlighet att studera skeendet.

Med hjälp av NSF VLBA:s extraordinära upplösning som kan urskilja detaljer som motsvarar att läsa en tidning i Los Angeles från New York upptäckte forskarlaget att det svarta hålets jetstrålar sträcker sig bara cirka 30 parsec (ungefär 100 ljusår) från det centrum av det svarta hålet. Det kan låta stort men i kosmiska termer är det smycket kort. Som jämförelse kan ädre jetstrålar från svarta hål i liknande system sträcka sig upp till tiotusentals parsec.

NSF VLBA-observationerna avslöjade en kompakt radiokälla med symmetriska, dubbelsidiga jetstrålar som kommer ut från galaxens kärna. Radiospektrumet visar den karakteristiska "toppiga" formen som identifierar detta som en mycket ung radiogalax, uppskattningsvis bara cirka 1 000 år gammal – ett kosmiskt ögonblick.

"Jetstrålarna är så unga och små att de inte har hunnit trycka bort den omgivande heta gasen eller störa den nedkylningsprocess som sker i klustrets kärna", förklarar medförfattaren Myriam Gitti, från universitetet i Bologna och INAF/IRA. – Det här ger oss ett unikt laboratorium för att studera hur återkoppling från svarta hål startar.

De flesta studier av supermassiva svarta hål i galaxhopar fokuserar på äldre system där det svarta hålet har varit aktivt i miljontals år, blåst upp enorma radioemitterande bubblor och värmt upp den omgivande gasen. CHIPS 1911+4455 representerar vad forskarna kallar ett "pre-feedback"-kluster – ett system där de kan studera de förhållanden som råder innan det svarta hålet påverkar sin omgivning på ett betydande sätt.

Det centrala svarta hålet har precis börjat sin aktivitet, men galaxen som omger det är redan en exceptionell stjärnfabrik. Forskarnas analys ligger i linje med tidigare undersökningar som tyder på att galaxen bildar stjärnor med en hastighet av 140-190 solmassor per år – mer än 100 gånger snabbare än vår egen galax Vintergatan. Detta gör den till en av de snabbast kända galaxerna i centrala stjärnhopen i stjärnbildningstakt. Forskningen är ett viktigt steg mot att förstå en av de mest grundläggande processerna i galaxers utveckling – hur supermassiva svarta hål reglerar stjärnbildning och påverkar utvecklingen av de största strukturerna i universum. Kan den snabba stjärnbildningstakten bero på att det svarta hålet varit inaktivt under lång tid?

 Artikeln har precis publicerats i The Astrophysical Journal och läsas här: eller här https://arxiv.org/abs/2508.04778.

Ett svart hål som fanns för 13,3 miljarder år sedan och troligen finns än i dag

 

Bild https://news.utexas.edu/ Illustration av CAPERS-LRD-z9, platsen för det tidigast funna bekräftade svarta hålet. Det supermassiva svarta hålet i dess centrum tros vara omgivet av ett kraftigt gasmoln vilket ger galaxen en distinkt röd färg. Image credit: Erik Zumalt, The University of Texas at Austin.

Ett internationellt team av astronomer under ledning från University of Texas vid Austins Cosmic Frontier Center har identifierat det mest avlägsna svarta hål som bekräftats. Det och galaxen där det finns kallas CAPERS-LRD-z9 och fanns redan 500 miljoner år efter Big Bang. Det placerar det 13,3 miljarder år in i det förflutna då universum bara var 3 % av sin nuvarande ålder.

– När man letar efter svarta hål är det ungefär så långt tillbaka som man kan komma. Vi tänjer på gränserna för vad dagens teknik kan upptäcka beskriver Anthony Taylor, postdoktoral forskare vid Cosmic Frontier Center och ledare för teamet som gjorde upptäckten. Deras forskningsresultat publicerades den 6 augusti i Astrophysical Journal Letters. 

"Även om astronomer har hittat några få, mer avlägsna men ej bekräftade kandidater", tillägger Steven Finkelstein, medförfattare till artikeln och chef för Cosmic Frontier Center, "har man ännu inte hittat den distinkta spektroskopiska signaturen som förknippas med ett svart hål." CAPERS-LRD-z9, som till en början sågs som en intressant fläck i Jamers Webb teleskopets bilder, visade sig vara en del av en ny klass av galaxer som kallas "Little Red Dots". Dessa galaxer, som bara finns under universums första 1,5 miljarder år är mycket kompakta, röda och oväntat ljusstarka.

"Upptäckten av Little Red Dots var en stor överraskning från tidiga JWST-data eftersom de inte alls liknade galaxer som setts med rymdteleskopet Hubble", förklarar Finkelstein. "Nu håller vi på att ta reda på hur dessa är och hur de kom till."

CAPERS-LRD-z9 kan hjälpa astronomer att göra just det. För det första bidrar den här galaxen till allt fler bevis för att supermassiva svarta hål är källan till den oväntade ljusstyrkan i Little Red Dots. Vanligtvis skulle den ljusstyrkan indikera ett överflöd av stjärnor i en galax. Men de små röda prickarna existerar vid en tidpunkt då det är osannolikt att det finns en  stor massa av stjärnor (galaxer).

Å andra sidan lyser svarta hål också starkt. Det beror på att de komprimerar och värmer upp materia de förbrukar, vilket skapar enormt ljus och energi. Genom att bekräfta existensen av ett svart hål i CAPERS-LRD-z9 har astronomer hittat ett slående exempel på detta samband i Little Red Dots. För att fortsätta sin forskning om CAPERS-LRD-z9 hoppas teamet kunna samla in fler observationer med högre upplösning med hjälp av JWST. Detta skulle kunna ge större insikt om platsen och den roll som svarta hål spelade i utvecklingen av Little Red Dots. "Det här är ett bra testobjekt för oss", beskriver Taylor. – Vi har inte kunnat studera tidiga svarta håls evolution förrän nyligen och vi är spända på att se vad vi kan lära oss av detta unika objekt beskriver han.

För min del anser jag att Little Red Dots inte är galaxer med stjärnor utan är de första svarta hålen som slukar gas och stoft och som längre fram blir centrum för nya stjärnor och galaxer genom att gas och stoff som inte dras in i det svarta hålet på grund av avstånd samlas i skiva vari nya stjärnor bildas.

Accelererande röntgenblixtar från ett svart hål 270 miljoner ljusår

 

Bild wikipedia på Seyfertgalaxen där det i inlägget nämnda svarta hålet 1ES 1927+654 finns

Ett team av astronomer, inklusive Dr William Alston, universitetslektor i datavetenskap vid University of Hertfordshire's Centre of Astrophysics har upptäckt aldrig tidigare sedda periodiska röntgenpulser från det supermassiva svarta hålet 1ES 1927+654, som finns ungefär 270 miljoner ljusår bort från oss.

Röntgenljusets pulser därifrån som till en början observerades med 18 minuters intervall har ökat till var sjunde minut under en tvåårsperiod. Det är ett fenomen som aldrig tidigare dokumenterats i universum. Fyndet fascinerade forskare över hela världen.

Forskarlaget,  under ledning av MIT-astronomen (Massachusetts Institute of Technology) Megan Masterson föreslår att dessa pulser kan komma av att en vit dvärgstjärna, en tät rest av en död stjärna, befinner sig i en farligt nära omloppsbanan till det svarta hålets händelsehorisont. Denna vita dvärg verkar vara på väg att göra sig av med sina yttre lager, en process som kan hindra den från att helt konsumeras av det svarta hålets enorma gravitationskraft.

Forskningen presenterades vid det 245:e mötet för American Astronomical Society och markerar ett viktigt steg i studiet av svarta hål och deras växelverkan med närliggande stjärnrester (vita dvärgstjärnor). Fortsatta observationer med befintliga och framtida teleskop kan ge mer kunskap i den extrema fysik som sker vid svarta hål.

I det tidiga universum har upptäckts ett stort vilande svart hål i en mindre galax

 

Bild https://www.cam.ac.uk  Illustratörs intryck av ett svart hål under en av dess korta perioder av snabb tillväxt. Upphovsman: Jiarong Gu.

Ett internationellt team av astronomer frånUniversity of Cambridge som använt NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope  upptäckte detta svarta hål i det tidiga universum endast 800 miljoner år efter Big Bang.

Det svarta hålet har 400 miljoner gånger större massa än vår sol vilket gör det till ett av de mest massiva svarta hålen som Webb upptäckt vid denna tidpunkt i universums utveckling och historia. Det svarta hålet är så enormt att det utgör ungefär 40 procent av den totala massan i sin galax. Jämförelsevis är de flesta svarta hål i det universum vi har kunskap om ungefär 0,1 procent av sin galax massa.

Men trots storleken drar det till sig enbart cirka 100 gånger mindre än den teoretiska massa den skulle kunna dra till sig vilket gör det i princip till ett vilande svart hål.

Ett så massivt svart hål så tidigt i universum, men som inte växer utmanar befintliga modeller för hur svarta hål utvecklas. Forskarna påtalar att det mest troliga scenariot är att svarta hål går igenom korta perioder av ultrasnabb tillväxt följt av långa perioder av lugn. När svarta hål "är lugna" är de betydligt mindre ljusstarka vilket gör dem svårare att upptäcka även med mycket känsliga teleskop som Webbteleskopet.

Svarta hål kan inte observeras direkt istället detekteras de av det avslöjande skenet från en virvlande ackretionsskiva som bildas nära det svarta hålets kanter. När svarta hål växer aktivt blir gasen i ackretionsskivan extremt het och börjar glöda och utstråla energi i det ultravioletta fältet.

– Även om det här svarta hålet är vilande har dess enorma storlek gjort det möjligt för oss att upptäcka det, beskriver Ignas Juodžbalis, huvudförfattare vid Kavliinstitutet för kosmologi i Cambridge. I det tidiga universum skapades även mycket stora hål  även i relativt små galaxer.

Enligt standardmodeller bildas svarta hål från kollapsade rester av döda stjärnor och drar till sig materia upp till en förutspådd gräns, känd som Eddington-gränsen där strålningstrycket på materia övervinner gravitationskraften från det svarta hålet. Blotta storleken på detta svarta hål tyder dock på att standardmodellen kanske inte förklarar hur dessa jättehål bildas och växer. 

– Det är möjligt att svarta hål "är stora från början vilket skulle kunna förklara varför Webb har upptäckt enorma svarta hål i det tidiga universum, beskriver medförfattaren professor Roberto Maiolino vid Kavliinstitutet och Cavendish Laboratory i Cambridge. "Men en annan möjlighet är att de går igenom perioder av hyperaktivitet, följt av långa perioder av dvala."

I samarbete med kollegor från Italien genomförde Cambridgeforskarna en rad datorsimuleringar för att modellera hur detta vilande svarta hål kunde ha vuxit till en så massiv storlek så tidigt i universum. De fann att det mest troliga scenariot är att svarta hål kan överskrida Eddingtongränsen under korta perioder, under vilka de växer mycket snabbt, följt av långa perioder av inaktivitet: forskarna säger att svarta hål som detta sannolikt växer i fem till tio miljoner år

Observationerna gjordes som en del av JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Forskningen stöddes delvis av Europeiska forskningsrådet och Science and Technology Facilities Council (STFC), som är en del av UK Research and Innovation (UKRI). Studien redovisas i tidskriften Nature.

Vi ska även ha i åtanke att i det tidiga universum fanns stora mängder gas och damm som kan ha hjälpt till att skapa mastodontstora svarta hål även i områden där små galaxer bildades. Det kan ha varit en inflation av påväxt till dessa utan att stjärnor påverkats. Kanske några stjärnor under denna tid sprängdes som supernovor då de misslyckades i sin bildning och resterna av dessa blev början till svarta hål.

Nyligen sågs hur ett svart hål slukade en stjärna

 

Bild https://www.iac.es/en  Recreation of a burst, identified as CSS161010, in which a small black hole swallows a star. Credits: Gabriel Pérez (IAC).

Ett internationellt forskarlag under ledning från Institute of Space Studies of Catalonia (IEEC) med Dr. Claudia Gutiérrez från Institute of Space Sciences (ICE-CSIC) upptäckte ett exceptionellt snabbt och ljusstarkt kosmiskt utbrott i en liten galax som ligger 500 miljoner ljusår bort.

Explosionen, identifierad som CSS161010 (galax), nådde sin maximala ljusstyrka på endast 4 dagar och sjönk sedan till halva ljusstyrkan efter 2,5 dag vilket innebar att både upptäckten och de efterföljande observationerna av dess utveckling blev en vetenskaplig milstolpe och en utmaning för forskargruppen.

Huvudförfattaren till studien om fenomenet var Dr. Claudia Gutiérrez, forskare vid IEEC och ICE-CSIC. Hittills har endast ett dussin kosmiska explosioner med dessa egenskaper i  ljusstyrka och utveckling upptäckts och ännu är deras ursprung ett fullständigt mysterium. Forskargruppen under ledning av Claudia Gutiérrez tror dock att de unika spektrala egenskaperna hos CSS161010  ger viktiga ledtrådar om dess fysikaliska ursprung och deras analys tyder på att det  är resultatet av ett litet svart hål som sväljer en stjärna. Utbrottet inträffade i en liten galax 400 gånger mindre än vår Vintergata. Om dvärggalaxen är värd för ett massivt svart hål, måste dess massa också vara liten vilket motsvarar ett svart hål med medelstor massa (100 - 100 000 solmassor).

– Hittills har den här typen av svarta hål varit extremt svåra att identifiera och astronomerna känner bara till ett  litet antal, beskriver professor Seppo Mattila vid Åbo universitet i Finland som är en av huvudförfattarna till artikeln.

– Att identifiera och karakterisera svarta hål med medelhög massa är avgörande för att förstå hur svarta hål bildas och utvecklas. I själva verket är de grundläggande byggstenarna i supermassiva svarta hål som finns i centrum av galaxer, såsom vår Vintergata, och som man har observerat existerar även i det unga universum, tillägger professor Mattila. Professor Peter Lundqvist från Stockholms universitet, som också ingick i forskargruppen. Han tillägger: – Linjestrålningen utvecklad i det här objektet liknar den som observerats i aktiva galaxkärnor där man vet att supermassiva svarta hål finns. Denna likhet ger stark trolighet  att CSS161010 också  har ett svart hål, även om det inte är ett särskilt stort hål.

Lundqvist påpekar: "När en stjärna splittras av en stjärna som kommer för nära ett svart hål med medelmassa avslöjas det svarta hålet som annars skulle vara vilande. Det är troligt att det finns andra sådana svarta hål i andra dvärggalaxer, och vi måste spåra händelser som liknar CSS161010 för att kunna bestämma egenskaperna hos dessa svarta hål bättre än idag.

Min tolkning av  CSS161010 i två artiklar är att det är namnet både på explosionen och galaxen. Men det kan vara fel.

Färden in i ett svart hål.

 

Jeremy Schnittman är astrofysiker vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland och konstruktör för visualiseringar av hur det skulle vara att åka ner i ett svart hål. Han har datasimulerat två olika scenarier; ett där en kamera som stand-in för en astronaut – precis missar händelsehorisonten och slungas ut igen och ett där denne korsar gränsen och faller in.

Visualiseringarna är tillgängliga av flera slag. Förklarande videor fungerar som sightseeingguider och belyser de bisarra effekterna av Einsteins allmänna relativitetsteori. Versioner som återges som 360 - gradersfilmer  låter tittarna se sig omkring under nedresan, medan andra versioner spelas upp som tvådimensionella kartor över rymden. Videorna finns även på youtube.

För att skapa visualiseringarna samarbetade Schnittman med Goddard-forskaren Brian Powell i användningen av superdatorn Discover vid NASA Center for Climate Simulation. Projektet genererade cirka 10 terabyte data vilket motsvarar ungefär hälften av det uppskattade textinnehållet i Library of Congress – och tog cirka 5 dagar på 0,3 % av Discovers 129 000 processorer. Samma bedrift skulle ta mer än ett decennium på en vanlig bärbar dator.

Destinationen i filmerna är ett supermassivt svart hål med en massa på 4,3 miljoner gånger solens massa vilket motsvarar det svarta hålet i mitten av Vintergatan.

Bild vikipedia Simulering av hur ett svart hål bortanför Vintergatan skulle se ut. Det svarta hålet har 10 solmassor och ses här från ett avstånd på 600 km. För att upprätthålla detta avstånd krävs en motacceleration på omkring 400 miljoner g-krafter.

En studie av kollisioner mellan neutronstjärnor och svarta hål

 

Ett svart hål är enligt den allmänna relativitetsteorin en koncentration av massa med ett så starkt gravitationsfält att ingenting, inte ens ljus, kan övervinna massans gravitation.

När en stjärna i slutet av sitt liv stöter bort sina yttre lager inträffar en gravitationskollaps då stjärnans kvarvarande inre delar imploderar. Om stjärnan är så stor att den kvarvarande massan motsvarar 1,4–3 solmassor övergår den i en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner, och övrigt material, utspridda rester från supernovan.

Forskare vid University of Minnesota Twin Cities College of Science and Engineering ledde nyligen en studie med ett internationellt team som resulterade möjligheten till att förbättra upptäckten avgravitationsvågor.

Forskningen syftade till att skicka varningar till astronomer och astrofysiker inom 30 sekunder efter en upptäckt av en sådan vilket kan bidra till att förbättra förståelsen av neutronstjärnor och svarta hål och hur tunga grundämnen, inklusive guld och uran, bildas ( i tid och rum). Forskningen är en del av LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) Collaboration, ett nätverk av gravitationsvågsinterferometrar över hela världen.

 Detta är den fjärde observationsomgången med Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) och den kommer att vara igång till och med februari 2025. Under de tre senaste observationsperioderna har forskare förbättrat detektionen från signaler av detta slag. Efter att denna fjärde observationskörning är klar kommer forskarna att fortsätta att se på insamlad data och göra ytterligare förbättringar av programvaran med målet att än snabbare skicka ut information då händelser av ovan slag sker .

Resultatet från ovan studie publicerades nyligen i Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), en referentgranskad, open access, vetenskaplig tidskrift. I den multiinstitutionella artikeln ingick förutom Toivonen även Michael Coughlin, biträdande professor vid School of Physics and Astronomy vid University of Minnesota.

LIGO finansieras av National Science Foundation och drivs av Caltech och MIT. Mer än 1 200 forskare och cirka 100 institutioner från hela världen deltar i arbetet genom LIGO Scientific Collaboration.

Bild vikipedia modell av en neutronstjärna.

Ett svart hål ses kasta ut material var 8,5e dag

 

Astronomer vid MIT (Massachusetts Institute of Technology), Italien, Tjeckien med flera länder har nyligen upptäckt att ett tidigare inaktivt svart hål, som finns i centrum av en galax cirka 800 miljoner ljusår bort som oväntat fick ett utbrott och sedan dess avger gasplymer var 8,5:e dag och däremellan återgår till sitt inaktiva tillstånd.

Det periodiska fenomenet är ett nytt beteende som inte har observerats tidigare från svarta hål. Astronomerna tror att den mest sannolika förklaringen till utbrotten kommer från ett andra mindre svart hål som snurrar runt det större centrala, supermassiva svarta hålet och  resulterar i att materia från det större svarta hålets gasskiva kastas ut var 8,5:e dag. (troligen då materia ifrån det mindre svarta hålet som finns i det större svarta hålets ackretionsskiva  då detta kommer för nära det större hålet ger en raktion så materia slungas iväg från skivans omgivning) Signalen liknar den som astronomer ser när en planet i omloppsbana passerar framför sin värdstjärna och kortvarigt blockerar stjärnans ljus. Men ingen stjärna skulle kunna blockera ett utbrott i en galax centrum.

Forskarlagets resultat, som publicerats i dagarna i tidskriften Science Advances, utmanar den gängse bilden av svarta håls ackretionsskivor, som forskare har antagit är relativt enhetliga skivor av gas som roterar runt ett centralt svart hål.

 De nya resultaten tyder på att ackretionsskivorna kan ha ett mer varierat innehåll och att de kan innehålla andra svarta hål och även stjärnor.

– Vi trodde att vi visste mycket om svarta hål, men det här säger oss att det finns mycket mer att lära, beskriver Dheeraj "DJ" Pasham, forskare vid Kavliinstitutet för astrofysik och rymdforskning vid MIT. "Vi tror att det finnas många fler system av detta slag och vi behöver samla in mer data för att hitta dem."

 Bild https://news.mit.edu/ En datorsimulering av ett svart hål med medelstor massa som kretsar kring ett supermassivt svart hål, och som driver ut periodiska gasplymer något som kan förklara observationerna som beskrivs ovan.Upphovsman: Petra Sukova, Astronomiska institutet vid CAS

Det äldsta kända svarta hål vi känner till.

 

Ett internationellt forskarlag under ledning från University of Cambridge, använde NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope (JWST) då de upptäcka det svarta hål som nu daterats existerat redan 400 miljoner år efter big bang (för mer än 13 miljarder år sedan).

Det är förvånande att massiva svarta hål av denna storlek av några miljoner gånger solens massa existerar så tidigt i universums historia. Det utmanar teorin om hur svarta hål bildas och växer. Astronomer tror att de supermassiva svarta hålen som finns i mitten av galaxer som Vintergatan tog miljarder år för att växa till sin nuvarande storlek. Men storleken på detta upptäckta svarta hål tyder på att de kan ha bildas relativt fort efter BigBang kanske de blivit stora redan då de bildades eller dragit till sig materia i en takt fem gånger högre än vad man tidigare ansett vara möjligt.

Enligt standardmodellen bildas supermassiva svarta hål från resterna av döda stjärnor som kollapsat och då efterhand fått en massa ungefär hundra gånger större än solens.

Om det nu upptäckta svarta hålet växt på ett förväntat sätt skulle det tagit ungefär en miljard år att växa till sin observerade storlek. Men universum var ännu inte en miljard år gammalt när detta svarta hål upptäcktes.

"Det är väldigt tidigt i universum att se ett så här massivt svart hål, så vi måste överväga andra sätt som det kan ha bildats på", beskriver Maiolino vid Cambridges Cavendish Laboratory och Kavli Institute for Cosmology. "Mycket tidiga galaxer var extremt gasrika, så de skulle ha varit mycket för svarta hål att kunna dra till sig mycket gas mycket snabbt."

Liksom alla svarta hål slukar detta unga svarta hål material från sin värdgalax för att driva sin tillväxt. Detta uråldriga svarta hål har visat sig sluka materia mycket kraftigare än liknande svarta hål denna tid.

Ovan studie rapporterades i tidskriften Nature.

Bild vikipedia Grafisk representation av universums ursprung från Big Bang.

Det kan finnas ett svart hål inuti solen.

 

Om ett svart hål slukade vår sol skulle vi ha ungefär 8 minuter på oss innan det uppmärksammas av oss och vi försvinner in i historien. Men anta istället att solen svalde ett litet ursprungligt svart hål? Då blir saker och ting intressanta.

Ursprungliga svarta hål är hypotetiska svarta hål som bildades under universums första tid. Till skillnad från svarta hål med stjärnmassa eller supermassiva svarta hål skulle ursprungliga svarta hål vanligtvis vara små med en massa som är ungefär lika stor som en asteroid till en storlek mindre än en baseboll. De dyker upp i vissa teoretiska modeller och har använts för att försöka förklara allt från mörk materia till en avlägsen planet X. Många modeller visar att ursprungliga svarta hål är vanliga och blir det oundvikligt att en stjärna så småningom skulle fånga ett. Stjärnor med ett svart hål i sitt centrum kallas Hawkingstjärnor (det är teoretiska stjärnor).

Som artikeln i arXiv visar skulle ett infångat ursprungligt svart hål till en början nästan inte ha någon effekt alls på en solliknande stjärna. Jämfört med solens massa kan en asteroids massa lika gärna vara ett dammkorns. Även om det var ett svart hål skulle det inte snabbt kunna konsumera mycket av solen och växa till sig. Men det skulle påverka saker och ting över tid. Ett svart hål i en stjärna skulle förbruka materia i stjärnans kärna och växa med tiden. Om det kunde växa snabbt på en kosmologisk skala, skulle den kunna sluka en stjärna helt och hållet. Om inte, kan det däremot påverka stjärnans utveckling och slut.

 Studien visar att det till stor del handlar om den ursprungliga storleken på det ursprungliga svarta hålet. För de som befinner sig i det största massområdet som inte utesluts av observationer, omkring en miljarddel av en solmassa, skulle de i princip kunna sluka en stjärna på mindre än en halv miljard år. Om detta har hänt borde det finnas svarta hål med solmassa där ute som är för små för att ha bildats från supernovor likt traditionella svarta hål.

Om det ursprungliga svarta hålet är mycket mindre, säg mindre än en biljondel av en solmassa, blir saker och ting mer komplicerade. Det lilla svarta hålet skulle förtära en del materia inuti stjärnan, men inte i snabb takt. Det skulle däremot värma upp solen mer än enbart fusion gör. Som ett resultat av detta skulle en stjärna kunna svälla till en "röd sol" som skulle vara kallare och rödare än vanliga röda jättestjärnor. All denna turbulens i kärnan kan då också påverka aktiviteten på stjärnans yta. Effekterna skulle vara subtila men författarna till artikeln föreslår att närvaron av ett ursprungligt svart hål skulle kunna ses genom stjärnseismologi.

Baserat på helioseismologiska studier författarna insett att det  nästan säkert inte finns ett svart hål i vår sol. Om det likväl finns skulle det vara ytterst litet.

Men kanske finns det några Hawking-stjärnor där ute som vi finner en dag.

Inlägget är sammanfattning  av en artikel i https://www.universetoday.com vilken i sin tur är en sammanfattning av en artikel i arxiv.

Caplan, Matthew E., Earl P. Bellinger, and Andrew D. Santarelli. “Is there a black hole in the center of the Sun?” arXiv preprint arXiv:2312.07647 (2023

Bild vikipedia. Solens beräknade livscykel illustrerad som en tidslinje med solens olika faser.

Astronomer har hittat de första tecknen på ett svart håls uppkomst

 

Astronomer kan ha upptäckt de första bevisen av de första massiva svarta hålen i det tidiga universum. Galaxer som i har sådana svarta hål kallas Outsize Black Hole Galaxies (OBGs).

Dessa första svarta hål kan hjälpa forskare att förstå hur vissa supermassiva svarta hål med massor motsvarande miljoner upp till miljarder gånger solens massa kunde vuxit tillräckligt snabbt för att existera mindre än 1 miljard år efter Big Bang.

Svarta hål med massor upp till runt 40 miljoner gånger solens tros bildas vid direkt kollaps av ett massivt moln av gas till skillnad från typiska svarta hål som blir till när en massiv stjärna når slutet av sitt liv och kollapsar under sin egen gravitation.

Men eftersom de senare nämnda svarta hålen beräknas ha kommit till miljarder år efter BigBAng är upptäckten av liknande supermassiva svarta hål som existerade redan 500 miljoner år till bara någon miljard år efter Big Bang utmanande att förstå. Dessa som man antar kommit till genom  kollaps av massiva gasmoln  borde det inte ha funnits tid till  för att resultera i  gigantiska svarta hål. Ändå är det precis vad astronomer som studerar det tidiga universum med James Webb teleskopet och andra instrument har hittat. En teori är att dessa svarta hål fick ett försprång i sina massauppsamlingar genom att växa till från mindre svarta hål.

Kanske flera små håls sammanslagningar är orsaken. Men var dessa kom från eller bildades ur blir dock en olöst gåta. Vad kom först ett svart hål eller universum? 

Det finns två dominerande teorier (ovan i kursiv stil är min). Å ena sidan föreslår experter att supermassiva svarta hål kan ha vuxit från mindre svarta hål med massor runt 10 till 100 gånger solens. Dessa svarta hål skulle teoretiskt bli till via standardmekanismen för skapandet av svarta hål av stjärnmassa, nämligen avslocknandet och kollapsen av universums första generation av stjärnor.

Å andra sidan kan tidiga supermassiva svarta hål ha bildats direkt av kollapsen av massiva gasmoln av materia och därmed hoppa över "stjärnstadiet" (det som sker med avslocknande stjärnor av viss storlek). Astronomer kallar sådana svarta hål som direktkollapsat till svarta hål DCBH (Direct collapse black hole). 

Dessa DCBH kan sedan ha växt genom galaxers sammanslagningar, som var vanliga i det tidiga universum som också skulle medföra tillgång på gas och stoft och därmed växa till i storlek. Så småningom kan flera svarta hål ha kolliderat och smält samman  och ökat sin storlek.

Men det behövs fortfarande mycket mer forskning  innan en population av tunga tidiga mindre  svarta hål kan bekräftas finnas och deras koppling till supermassiva svarta hål i det tidiga universum kan fastställas, men nuvarande fynd representerar åtminstone ett steg i den riktningen.

Eftersom JWST troligast upptäcker fler ackumulerande svarta hål under den kommande tiden planerar vi att analysera dessa källor, undersöka möjliga röntgenmotsvarigheter med Chandra och utveckla en djupare förståelse för OBG , beskriver forskarlaget. Teamets forskning har skickats till Astrophysical Journal Letters och publiceras för närvarande på pappersarkivet arXiv.

Bild vikipedia Animerad simulering av ett Schwarzschild svart hål med en galax som passerar bakom. Runt tidpunkten för inriktningen observeras extrem gravitationlinsning av galaxen.

Det äldsta aktiva svarta hål som upptäckts ”CEERS 1019”

 

Astronomer har upptäckt det avlägsnaste aktiva supermassiva svarta hål som man hittills hittat, Det gjordes med hjälp av James Webb Space Telescope. Det finns i Galaxen, CEERS 1019, som  existerade redan drygt 570 miljoner år efter bigbang.  Detta svarta hål är mindre massivt än något annat som identifierats i det tidiga universum.

Man upptäckte ytterligare (mer om dessa nedan) två svarta hål vilka fanns redan för 1 och 1,1 miljarder år efter big bang. Webb identifierade ytterligare elva galaxer som fanns redan när universum var endast 470 till 675 miljoner år gammalt. Fynden inom projektet  Webbs Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) Survey, under ledning av Steven Finkelstein vid University of Texas i Austin. CEERS är ett projekt där man kombinerar Webbs detaljerade mellaninfraröda bilder och spektraldata som samlats in av andra teleskop. 

Galaxen CEERS 1019 är inte bara anmärkningsvärd i hur länge det är sedan den fanns utan också hur relativt litet dess svarta hål väger. Det har en massa av cirka 9 miljoner solmassor vilket är mycket mindre än andra svarta hål som upptäckts i det tidiga universum. Svarta hål  innehåller vanligtvis mer än 1 miljard gånger solens massa  och de är då lättare att upptäcka eftersom de är mycket ljusare då de drar till sig materia som får att det svarta hålen att lysa strakt.

Det svarta hålet i CEERS 1019 är likt det svarta hålet i mitten av vår galax Vintergatan vilket har en massa av 4,6 miljoner gånger solens. Detta svarta hål är inte heller lika ljusstarkt som mer massiva svarta hål. Även om CEERS 1019 svarta hål   inte är stort existerade det (inget säger att det inte existerar än i dag) mycket tidigt i universums historia  och det är svårt att förklara hur det kunnat bildats så snart efter att universum uppkom.

Forskare har länge vetat att mindre svarta hål måste ha funnits tidigt i universum, men det var inte förrän Webb började arbeta man fann dem. CEERS 1019 kanske bara kan hålla detta rekord i några veckor - påståenden om andra, mer avlägsna svarta hål som identifierats av Webb granskas för närvarande av det astronomiska samfundet.

Kan det vara så att de svarta hålen var början på stjärn- och galaxbildning?  Att de fanns redan innan någon stjärna kom till.

Teamet fann att i galaxen CEERS 1019 sker stor stjärnbildning. De analyserade bilderna för att försöka finna ledtrådar till varför. Visuellt framstår CEERS 1019 som tre ljusa klumpar och inte som en enda cirkulär skiva.

Vi är inte vana vid att se så mycket struktur i bilder från dessa avstånd, beskriver CEERS teammedlem Jeyhan Kartaltepe från Rochester Institute of Technology i New York. Först med Webbteleskopet blev det möjligt. En galaxfusion kan eventuellt vara förklaringen till aktiviteten i galaxens svarta hål och den stora stjärnbildningen.

Teammedlemmen Dale Kocevski vid Colby College i Waterville, Maine, och teamet i övrigt upptäckte ytterligare ett par små svarta hål i data (nämnda ovan). Det första, inom galaxen CEERS 2782, var lättast att finna. Det finns inget damm som döljer Webbs syn till detta, så forskare kunde omedelbart avgöra när detta svarta hål existerade i universums historia - bara 1,1 miljarder år efter big bang. Det andra svarta hålet, i galaxen CEERS 746 fanns tidigare, 1 miljard år efter big bang.

Liksom det i CEERS 1019 är dessa två svarta hål lätta åtminstone jämfört med tidigare kända supermassiva svarta hål på dessa avstånd. De innehåller ungefär 10 miljoner gånger solens massa. Forskare har länge ansettt att det måste finnas svarta hål med mindre massa i det tidiga universum än i senare svarta hål. Webb är det första teleskopet som upptäcka detta så tydligt, säger Kocevski. Före Webb var alla ovan tre nämnda svarta hål för svagt lysande för att deras svarta hål skulle upptäckas. Med andra teleskop än Webb ser dessa galaxer ut som vanliga stjärnbildande galaxer inte med aktiva supermassiva svarta hål i dess centrum, beskriver Finkelstein. I dessa galaxer bildas snabbt stjärnor men de är ännu inte lika kemiskt berikade som galaxer som ligger mycket närmare oss i tid och rum. Denna uppsättning, tillsammans med andra avlägsna galaxer som vi säkert  kommer att  identifiera i framtiden kan förändra vår förståelse av stjärnbildning och galaxutveckling.

Bild vikimedia Astronomer har använt rymdteleskopet Hubble och tagit den mest omfattande bild som någonsin tagits av universum under dess utveckling – och en av de mest färgstarka. Studien kallas Ultraviolet Coverage of the Hubble Ultra Deep Field (UVUDF) -projektet.

Ett svart hål tändes

 

Ett team astronomer under ledning av forskare vid University of Birmingham, University College London och Queen's University Belfast har upptäckt en av de mest dramatiska händelserna från ett svart hål som setts hittills. Upptäckten presenterades tisdagen den 4 juli  2023 vid National Astronomy Meeting i Cardiff och kommer att publiceras i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Det svarta hålet J221951-484240 även känt som J221951 finns ca 10 miljarder ljusår bort och är en av de mest lysande transienter (astrofysiska objekt som ändrar sin ljusstyrka under en kort tidsperiod) som registrerats. Förändringen upptäcktes av Dr Samantha Oates, astronom vid University of Birmingham och hennes team i september 2019. Teamet använde Ultra-Violet and Optical Telescope som finns på Neil Gehrels Swift Observatory  för att leta efter kilonovor men fann något annat (två neutronstjärnor som smälter eller en neutronstjärna som sammanslås med ett svart hål). En kilonova är vanligtvis blå vid sammanslagningen och blir mer röd i färgen under en tidsskala av dagar. Men istället för en kilonova fann de det svarta hålet J221951 som finns 10 miljarder ljusår från oss. Detta objekt var även det blått. Men ändrade inte färg eller bleknade vilket en kilonova skulle gjort. 

Flera teleskop användes nu för att följa upp J221951 med syftet att  hitta lösningen på  vad som skedde där och vad det var. Man använde  NASA:s rymdteleskop Swift/UVOT, Hubbleteleskopet, det sydafrikanska stora teleskopet och ESO-anläggningar som Very Large Telescope och GROND-instrumentet på MPG/ESO:s 2,2-metersteleskop på La Sillaobservatoriet.

Ett spektrum av J221951 sken togs med rymdteleskopet Hubble och genom att undersöka ljusspektrumet kunde Dr Oates och hennes team bestämma att källan är cirka 10 miljarder ljusår bort, i motsats till en gravitationsvågsignal som även upptäcktes som visade sig vara mindre än 0,5 miljarder ljusår bort. Det faktum att den lyser så starkt på så stort avstånd gör J221951 till en av de mest lysande transienter som någonsin upptäckts.

Bevis tyder på att ljuskällan J221951 var ett supermassivt svart hål som livnärde sig på omgivande material i hög hastighet. En röd galax observerades vid platsen och J221951 överensstämmer med galaxens centrum där ett massivt svart hål antas finnas (alla galaxer antas ha ett svart hål i sina centrala delar). Det började lysa mycket plötsligt - cirka 10 månader före att den upptäcktes vara ett svart hål - vilket innebar att det svarta hålet började matas mycket snabbt efter att ha varit lugnt.

Det ultravioletta spektrumet visar absorptionsegenskaper som överensstämmer med materia som skjuts utåt genom en enorm frisättning av energi. Detta, i kombination med den höga ljusstyrkan  gör detta till en av de mest dramatiska aktivitetsstarter av ett svart hål som någonsin setts.

Teamet har identifierat två möjliga mekanismer som kan förklara detta extrema utkast från ett supermassivt svart hål. Den första är att det kan ha orsakats av en tidvattenstörning - störningen från en stjärna som passerar nära det supermassiva svarta hålet. Den andra att det kan ha producerats av en aktiv galaktisk kärna som "ändrar tillstånd" från vilande till aktivt. J221951 (namnet var först på ett starkt ljussken man inte visste källan till) och skulle då vara tecken på att ett vilande svart hål i mitten av galaxen börjat dra till sig på material från en ackretionsskiva. 

Dr Matt Nicholl, en medlem av teamet från Queen's University Belfast, beskriver det som att: Vår förståelse för de olika saker som supermassiva svarta hål kan göra har expanderat kraftigt de senaste åren med upptäckter som stjärnor som slits sönder och dras in i svarta hål och då ger enormt varierande ljusstyrkor. J221951 är ett av de mest extrema exemplen hittills på ett svart hål som överraskat oss. Fortsatt övervakning av J221951 för att räkna ut den totala energifrisättningen kan göra det möjligt att få veta om detta är en tidvattenstörning från en stjärna vid ett snabbt snurrande svart hål, eller en ny typ av påslagning av aktivitet av ett svart hål..

Bild vikipedia. De så kallade kilonovorna som nämns ovan är intressanta objekt därför tyckte jag att följande bild var intressant. som visar en konstnärs intryck av neutronstjärnor som smälter samman, producerar gravitationsvågor och resulterar i en kilonova.

Korta jetstrålar sprids från Vintergatans svarta hål.

 

In mot mitten av Vintergatan i synligt ljus, 25000 ljusår från jorden finns ett område som är dolt för insyn av stora gasmoln och damm.  Likväl kan sonder se in här på andra våglängder än synligt ljus in mot det supermassiva svarta hål, kallat Sagittarius A* som finns där. Detta har ungefär 4 miljoner gånger större massa än solen.

I början av 1980-talet använde astronomen Farhad Yusef-Zadeh vid Northwestern University i Illinois ett radioteleskop och upptäckte då där gigantiska endimensionella strålningsfilament av radiovågor som dinglade vertikalt nära Sag A *. Fredagen  den 2 juni 2023 meddelades från  Northwestern university  att Yusef-Zadeh nu hade sett något nytt. Han hade analyserat hundratals filament längs det galaktiska planet (trådar synliga i radiovåglängbandet) av en storlek mellan 5 till 10 ljusår. Dessa trådar breder ut sig som ekrar på ett hjul från det svarta hålet.

Yusef-Zadeh kommenterade: Det var en överraskning att plötsligt hitta en ny population av strukturer som verkar peka i riktning mot det svarta hålet. Vi var tvungna att göra mycket analysarbete för att fastställa att vi inte misstaget oss.

Genom att studera dem kunde vi lära oss mer om det svarta hålets spinn- och ackretionsskivans runt hålets orientering. Det är tillfredsställande när man finner ordning mitt i ett kaotiskt fält som kärnan av vår galax.

Studien bygger på fyra decennier av Yusef-Zadehs forskning. Efter att först ha upptäckt de vertikala filamenten 1984 tillsammans med Mark Morris och Don Chance, avslöjade Yusef-Zadeh tillsammans med Ian Heywood och deras medarbetare senare två gigantiska radioemitterande bubblor nära Sagittarius A*.

 I en serie publikationer 2022, avslöjade Yusef-Zadeh (i samarbete med Heywood, Richard Are not och Mark Wardle) nästan 1000 vertikala filament i par och kluster ofta staplade lika åtskilda eller sida vid sida som strängar på en harpa. Yusef-Zadeh tillskriver hopen av nya upptäckter till förbättrad radioastronomiteknik, särskilt det sydafrikanska radioastronomiska observatoriets (SARAO) MeerKAT-teleskop.

Medan både de vertikala och horisontella populationerna består av endimensionella filament som kan ses i radiovågfältet och verkar vara knutna till aktiviteter i centrum av vintergatans svart hål slutar likheterna där.

De vertikala filamenten är vinkelräta mot det galaktiska planet. De horisontella filamenten är parallella med planet men pekar radiellt mot mitten av galaxen där det svarta hålet finns. De vertikala filamenten är magnetiska och relativistiska. De horisontella filamenten verkar avge termisk strålning. De vertikala filamenten omfattar partiklar som rör sig med hastigheter nära ljusets hastighet. De horisontella filamenten verkar accelerera termiskt material i ett molekylmoln.

Det finns flera hundra vertikala filament och bara några hundra horisontella filament.

Och de vertikala filamenten,  mäter upp till 150 ljusår, överträffar stort storleken på de horisontella filamenten, som , mäter en längd av 5 till 10 ljusår. De vertikala filamenten pryder rymden runt vintergatans centrum; De horisontella filamenten verkar sprida sig till endast en sida och pekar mot det svarta hålet.

Yusef-Zadeh beskriver vidare det som: En av de viktigaste implikationerna av radiellt utflöde som vi har upptäckt är orienteringen mot ackretionsskivan och det jetdrivna utflödet från Sagittarius A* längs det galaktiska planet.

Den nya upptäckten är fylld med okändheter och Yusef-Zadehs arbete med  att lösa dessa mysterier har just börjat. För närvarande kan han bara överväga en rimlig förklaring om mekanismer och ursprung. Han beskriver i studien: Vi tror att de måste ha sitt ursprung i någon form av utflöde från en aktivitet som hände för några miljoner år sedan. Det verkar vara resultatet av en interaktion mellan det utflödande materialet och föremål nära det.

Astrophysical Journal Letters publicerade studien den 2 juni 2023. Studien har titeln. The study is titled The population of the galactic center filaments: Position angle distribution reveal a degree-scale collimated outflow from Sgr A* along the galactic plane.

Jag tror det är elektromagnetiska störningar eller effekter är det som ses men vad som orsakar eller orsakat dem kan diskuteras. Kanske det har ett samband med fermi bubbles som visar på  händelser vid det svarta hålet för miljoner år sedan.

Bild https://earthsky.org/ som visar en ny vy mot centrum av  Vintergatan taget av  radioteleskopet MeerKAT i Sydafrika. Färgkodningen visar positionsvinklarna för de mystiska Vintergatan-filamenten, som kan ses breda ut sig som ekrar på ett hjul från vår galax centrala supermassiva svarta hål, Sagittarius A*. Bild via MeerKAT / Northwestern University.

Är det en stjärna bestående av mörk materia som hittats?

 

Astronomer trodde länge att ett märkligt stjärnsystem som observerats av Europeiska rymdorganisationens Gaia-satellit var vanlig stjärna  kretsande kring ett svart hål. 

Tyvärr framgår det inte om det är forskare vid ESA European space agency som gjort upptäckten med Gaia eller om det var någon annan som analyserade Gaiadata.

 Men två astronomer det påståendet och finner att det tyder på något mycket konstigare: möjligen en aldrig tidigare sedd typ av stjärna bestående  av osynlig mörk materia. Deras forskning, som ännu inte har granskats, publicerades den 18 april på förtrycksservern arXiv. 

Stjärnan det handlar har en mindre massa än solen (0,93 solmassa) och  ungefär samma kemiska innehåll som vår sol. Dess mystiska följeslagare (det man misstänker är en stjärna av mörk materia) är massivare cirka 11 solmassor. Objekten kretsar runt varandra på ett avstånd av 1, 4 astronomiska enheter, ungefär det avstånd på vilket Mars kretsar om solen vilket gör en omloppstid av 188 dagar. Frågan är vad den mörka följeslagaren är. En möjlig förklaring är att det är ett svart hål enligt de tidigare forskare som teoretiserat om det.

 Även om det lätt skulle passa in som svart hål genom  observationsresultaten har den hypotesen  utmaningar. Svarta hål bildas från avslocknade massiva stjärnor. Även om det inte är helt omöjligt att det är ett svart hål efter efter slocknad stjärna  kräver det scenariot en extraordinär mängd finjusteringar för att få det att stämma här då händelseschemat för  att det hänt och resulterat i  det i ett dubbelstjärnsystem som hållit samman i miljoner  år  är svår att förklara.

Så forskarna föreslår i studien att det mörka objektet kanske  är något  mer unikt. Kanske  en klump partiklar bestående av mörk materia.

Mörk materia är en osynlig form av materia som utgör den stora majoriteten av massan i varje enskild galax (och universum som helhet). Vi vet fortfarande inte vad det är. De flesta teoretiska modeller antar att mörk materia är jämnt fördelad i varje galax, men det finns teorier som visar att den kan klumpa ihop sig.

En  hypotes är  att mörk materia är en typ av boson. Bosoner är partiklarna som håller ihop naturens krafter; Till exempel är en foton en boson som bär den elektromagnetiska kraften. Medan vi bara känner till en begränsad uppsättning bosoner i standardmodellen för partikelfysik finns det i princip ingenting som hindrar att det i universum finns många fler typer av bosoner.

 Viktigast av allt dessa bosoner skulle ha förmågan att bilda stora klumpar. Några av dessa klumpar kan vara lika stora som hela stjärnsystem medan andra kan vara mycket mindre. De minsta klumparna av bosonisk mörk materia kan vara så små som stjärnor och dessa hypotetiska objekt har namnet bosonstjärnor. Boson-stjärnor skulle vara helt osynliga då mörk materia inte interagerar med andra partiklar eller med ljus så vi kan bara upptäcka dem genom dess gravitationspåverkan på omgivningen.

Forskarna påpekade att en enkel modell av mörk materia, skulle kunna producera tillräckligt med bosonstjärnor för att ge dessa resultat i Gaia-data troligt och ersätta ett förmodat svart hål med teorin att det är  en bosonstjärna i  en del fall skulle det kunna förklara viss observationsdata bättare.

Även om upptäckten av en bosonstjärna är osannolik är den inte omöjlig,  enligt författarna av studien men av ovan fynd behövs  uppföljningsobservationer. Forskarna tillägger att det viktiga är att detta unika system ger oss en sällsynt möjlighet att studera beteendet av stark gravitation, så vi kan undersöka Einsteins allmänna relativitetsteori och se om den håller. För det andra, om det är en bosonstjärna, är detta stjärnsystem den perfekta  platsen för vidare studier.

För min del är jag övertygad om lösningen är att det är ett svart hål resterna av en kollapsad stjärna. Jag har inte lyckats utläsa var i universum fyndet ovan gjordes.

Inlägget har sitt innehåll utifrån Paul M. Sutters artikel i https://www.livescience.com/ för en tid sedan. Sutter är forskningsprofessor i astrofysik vid SUNY Stony Brook University och Flatiron Institute i New York City.

Bild vikipedia Standardmodellens elementarpartiklar, av vilka bosonerna utgör de kraftförmedlande partiklarna och Higgs-partikeln.

Nej, detta är inte ett svart hål utan en defekt i själva universums struktur.

 

Ett lag av teoretiska fysiker har upptäckt en udda struktur i rumtiden som för en utomstående observatör ser ut som ett svart hål men vid närmare granskning kan vara defekter i själva universums struktur.

Einsteins allmänna relativitetsteori förutsäger förekomsten av svarta hål som bildas när  stora stjärnor kollapsar. Men samma teori förutsäger även att dessas centra är singulariteter innebärande att de bör ha oändlig densitet. Eftersom vi vet att oändlig densitet  inte kan bildas i universum, ser vi detta som ett tecken på att Einsteins teori är ofullständig. Men ännu har ingen bättre teori än Einsteins teori om gravitation sett dagens ljus. Mycket ska stämma innan ett paradigmskifte kan accepteras.

Men flera nya sätt finns att se på verkligheten bla annat är en stark kandidat strängteorin. 

I strängteorin är alla partiklar i universum mikroskopiskt små vibrerande slingor av strängar. För att stödja strängteorin utifrån det stora utbudet av partiklar och krafter som vi observerar i universum kan dessa strängar inte bara vibrera i våra tre rumsliga dimensioner. Istället måste det även finnas extra rumsliga dimensioner som är hoprullade på sig själva till mångfalder så små att de undgår vardaglig uppmärksamhet och experiment.

Den exotiska strukturen i rumtiden gav ett team av forskare vid LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) i USA  de verktyg de behövde för att identifiera en ny klass av objekt, något som de kallar en topologisk soliton. I sin analys fann de att dessa topologiska solitoner är stabila defekter i själva rumtiden. 

Dessa objekt  består inte av materia eller  krafter för att existera - de är lika naturliga i rumtidens tyg som sprickor är i is. Forskarna studerade dessa solitoner genom att undersöka beteendet av hur  ljus som skulle passera nära dem visades. Eftersom de är föremål för extrem rumtid böjer de rum och tid runt dem vilket påverkar ljusets väg. För en avlägsen observatör skulle dessa solitoner se ut precis som vi förutspår att svarta hål ser ut. De skulle ha skuggor och ringar av ljus. Bilder härledda från Event Horizon Telescope av upptäckter gravitationsvågsignaturer skulle alla bete sig på samma sätt. 

Det är först om du kom nära dem som du skulle  förstå att det inte är ett svart hål. En av de viktigaste egenskaperna hos ett svart hål är dess händelsehorisont, en imaginär yta som om du skulle korsa den skulle göra dig oförmögen att fly därifrån. Topologiska solitoner är inte singulariteter, De har inte händelsehorisonter. Så du kan i princip komma intill  en soliton och röra den med handen förutsatt att du överlevde mötet. Dessa topologiska solitoner är dock hypotetiska objekt, baserade på vår förståelse om strängteorin. En teori vilket ännu inte har visat sig vara en accepterad uppdatering av vår förståelse av fysik. Dessa exotiska föremål fungerar dock som viktiga hypotetiska teststudier. Om forskarna kan upptäcka en viktig observationsskillnad mellan topologiska solitoner och  svarta hål, kan detta bana väg till att hitta ett sätt att testa om strängteorin stämmer.

För min del anser jag strängteorin en dag blir den gällande teorin inom fysik.

Bild från universetoday.com med texten översatt till svenska. Konstnärsvy av ett binärt svart hålsystem. Upphovsman: LIGO / Caltech / MIT / Sonoma State (Aurore Simonnet)

Mysteriet med det skenande svarta hålet är löst

 

IC 5249 (är en tvärsnittspiralgalax som ligger cirka 109 miljoner från jorden  i stjärnbilden Tukanen. En studie utförd av ett team av forskare vid Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) har visat att den ovanligt tunna struktur av stjärnor, som nyligen upptäcktes av rymdteleskopet Hubbleteleskopet troligen är en galax som ses från dess tunnaste kant från jorden sett. Detta  går emot den ursprungliga tolkningen att det skulle varit  ett flyende supermassivt svart hål som lämnade efter sig ett spår av stjärnor i kölvattnet. Den nya tolkningen kommer från ett team av forskare vid Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) publiceras i tidskriften Astronomy and Astrophysics Letters.

För min del anser jag att denna nya tolkning har rätt i sina slutsatser. För mer om hur man kom fram till resultatet se denna länk. 

Bild från https://www.iac.es/ av objektet observerat från rymdteleskopet Hubble. Det visar emissionen i den ultravioletta delen av spektrumet. Mitten: Ultraviolett bild av en lokal galax utan utbuktning och observerad kant-på (IC 5249). Likheterna är uppenbara. Nederst: Samma galax IC 5249 observerad i den synliga delen av spektrumet. De tre bildernas rumsliga skalor är identiska. Upphovsman: HST