Hur kan gravitationsvågor verka i ett svart hål?

 

Fritt citerat från vikipedia "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. Materia eller ljus som kommer innanför det svarta hålets händelsehorisont förblir där och kan aldrig komma ut igen förutom eventuellt oerhört långsamt i form av Hawkingstrålning. Man kan inte heller få en reflektion eller spegelbild genom att belysa det med en ljuskälla och inte få någon information om materian som försvinner in i hålet" slut citat.

Ännu förstår vi inte hur kvantteorin fungerar då vi diskuterar gravitation. Det finns  flera teorier att arbeta utefter. Strängteorin som förutsäger att alla partiklar i universum består av extremt små vibrerande strängar är en. Det finns också loopkvantgravitation, som säger att rymdtiden i sig är gjord av små, odelbara bitar som kan liknas vid pixlar på en datorskärm. Båda dessa tillvägagångssätt kan ersätta den traditionella singulariteten i centrum av ett svart hål med något annat. Men när du ersätter singulariteten eliminerar du vanligtvis också händelsehorisonten. 

Det beror på att händelsehorisonten orsakas av singularitetens oändliga gravitationskraft. Utan singulariteten är gravitationskraften endast otroligt stark men inte oändlig och det innebär att du alltid kan  fly från närområdet av ett svart hål så länge du flyr med tillräcklig hastighet. Med teorin om singulariteten rätt begrepp är gravitationell singularitet är detta omöjligt.

I vissa varianter av strängteorin ersätts singularitets- och händelsehorisonterna av sammanflätade nätverk av trassliga knutar i rumtiden. I loopkvantgravitation blir singulariteten en extremt liten, extremt tät hop av exotisk materia. I andra modeller ersätts det svarta hålet av ett tunt skal av materia, eller av klumpar av ökända typer av spekulativa partiklar.

De närmaste kända svarta hålen finns tusentals ljusår bort och därmed är det svårt att testa modellerna ovan. När svarta hål sammanfogas vilket ibland sker   avger detta gravitationsvågor som krusningar i rumtiden: Dessa kan detekteras med känsliga instrument på jorden som Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) och VIRGO.

Hittills överensstämmer alla observationer av sammanslagning av svarta hål med den  allmänna relativitetsteorin. Men det kan förändras i framtiden när nya gravitationsvågsobservatorier kommer i arbete enligt beskrivningen i en artikel publicerad 30 november i preprint-tidskriften arXiv.

Nyckeln är inte gravitationsvågorna som avges under själva sammanslagningen, utan de som släpps ut direkt efteråt enligt artikeln i tidningen. När sammanslagningen är klar och de två svarta hålen blir ett vibrerar den  sammanslagna massan med en intensiv mängd energi och har en distinkt gravitationsvågsignatur.

Genom att studera dessa signaturer kanske forskare en dag kan förstå vilken teori om svarta hål som håller och vilka som inte gör det. Varje modell av svarta hål förutsäger skillnader i gravitationsvågor som avges efter nedslaget och som härrör från skillnader i det svarta hålets inre struktur. Med olika svarta hålstrukturer sker olika typer av gravitationsvågor.

Astronomer hoppas att nästa generation av gravitationsvågsdetektorer kommer att vara tillräckligt känsliga för att upptäcka dessa små förändringar i gravitationssignatur så vi kan förstå vilken teori som är den riktiga..

Bild vikipedia av en simulering av ett svart hål med stora Magellanska molnet som bakgrund. Gravitationslinsverkan orsakar två förstorade och starkt förvrängda bilder av molnet. I den övre delen bilden ses Vintergatan förvrängd till en båge.

Ett svart hål på väg att sluka en stjärna på avstånd.

 

Stjärnor som befinner sig nära ett svart hål slits itu efterhand av de enorma tidvattenkrafter som råder där. Omkring 1 procent av dessa fenomen ger upphov till jetstrålar av plasma en strålning som då sker från det roterande svarta hålets poler.

1971 introducerade en av de första som sökte efter svarta hål John Wheeler begreppet “jet-TDE” som namn och liknande dessa som en tandkrämstub som kläms åt i mitten och sprutar material i båda ändarna”.

”Vi har sett en handfull  jet-TDE:s. De anses som ovanliga och svårförståeliga fenomen” säger Nial Tanvir vid Leicesters universitet i Storbritannien vilken var den som ledde observationerna med syftet att bestämma det nu upptäckta objektets avstånd  till hjälp användesVLT (very Large telekop) i Chile. Astronomer söker vidare efter dessa unika objekt med syftet att förstå hur jetstrålarna skapas och varför en så liten del av TDE-fenomen finns.

En tanke kan dessa ovanliga fenomen från ett svart hål vara tecken på att dessa är de eftersökta maskhålen? (mina anm.). 

Ett flertal teleskop, bland annat Zwicky Transient Facility (ZTF) i USA kartlägger kontinuerligt skyn efter spår av kortlivade, ofta extrema, händelser som kan studeras i större detalj med teleskop som ESO:s VLT i Chile. “Vi har utvecklat ett öppet dataflöde för att lagra och hämta information från ZTF-kartläggningen  som larmar i realtid när ovanliga fenomen uppträder” förklarar Igor Andreoni, astronom vid Maylands universitet i USA och medförfattare till artikeln som publicerats i dagarna om det senast upptäckta jet-TDE:s. i Nature tillsammans med Michael Coughlin vid Minnesotas universitet.

det var i februari 2022 detekterade ZTF ett nytt objekt i synligt ljus som fick beteckningen och AT2022cmc som liknade en gammablixt – det mest energirika fenomenet i universum. Ett flertal teleskop riktades omedelbart dit för att observera objektet i detalj, bland annat VLT med instrumentet X-shooter. VLT-observationerna placerade objektet på ett avstånd långt bort i rum och tid. Fenomen: ljuset från AT2022cmc sändes ut när universum var ungefär en tredjedel av sin nuvarande ålder.

Strålningen var energirik gammastrålning till radiovågor och samlades in av 21 teleskop över hela världen. Astronomerna jämförde denna insamlade data med kända typer av objekt, från kollapsande stjärnor till kilonovor. Men det enda objektet som kunde förklara observationerna var en TDE   en jetstråle som pekade mot jorden. 

Giorgios Leloudas, astronom vid DTU Space i Danmark och medförfattare till studien, förklarar att “eftersom  jetstrålen har riktning mot oss blir ljuskällan mycket ljusstarkare än den annars skulle ha varit och är synlig över ett större våglängdsområde”. 

Avståndsbestämningen med VLT är inte det enda som är rekordartat med detta objekt. “Tills nu har de få kända jet-TDE:s upptäckts med något annat än gamma- eller röntgenteleskop. Detta var första gången fenomenet upptäcktes i synligt (optiskt) ljus” säger Daniel Perley, astronom vid Liverpool John Moores universitet i Storbritannien och medförfattare till artikeln. Därmed finns nu ett nytt sätt att upptäcka jet-TDE:s, som gör det möjligt att studera dem närmare och avslöja de extrema omgivningarna kring svarta hål.

Bild vikipedia på Very large teleskop i norra Chile. De fyra enhetsteleskopen bildar VLT tillsammans med de fyra hjälpteleskopen (VST till höger på bilden)

1600 ljusår bort finns det svarta hål som ligger närmst oss

 

Astronomer  från Cambridge, MA har nyligen upptäckt ett svart hål som vad man vet i dag finns närmst till jorden. Det har fått beteckningen BH1. Det väger cirka 10 gånger mer än vår sols massa och finns cirka 1600 ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Ophiuchus (Ormbäraren).

Upptäckten möjliggjordes genom upptäckten av rörelsen av det svarta hålets följeslagare den  stjärnan som kretsar kring det svarta hålet på ungefär samma avstånd som jorden kretsar kring solen.

Kareem El-Badry, astrofysiker vidCenter for Astrophysics | Harvard & Smithsonian och Max Planck Institute for Astronomy och huvudförfattare till artikeln som beskrev denna upptäckt säger att även om det har förekommit en hel del upptäckter av system som detta har nästan alla dessa upptäckter efterhand motbevisats. Detta är den första entydiga upptäckten av en solliknande stjärna i en bana runt ett svart hål i vår galax.

Svarta hål är de mest extrema föremålen i universum. Supermassiva versioner av dessa ofattbart täta objekt finns sannolikt i mitten av alla stora galaxer. Svarta hål med en stjärnmassa som ovan tillhör och som väger ungefär fem till 100 gånger solens massa, är mycket vanligare. Det uppskattas finnas 100 miljoner bara i Vintergatan. Endast en handfull har dock bekräftats hittills och nästan alla dessa är "aktiva", vilket innebär att de lyser starkt av röntgenstrålning när de konsumerar material från en närliggande stjärna till skillnad från de vilande svarta hålen.

Även om det sannolikt finns miljontals svarta hål  i Vintergatan upptäcktes de få som hittills upptäckts genom deras energiska interaktion med en följeslagare. När material från en närliggande stjärna  dras in mot ett svart hål blir det överhettat och genererar kraftfulla röntgenstrålar. Om ett svart hål inte aktivt matas  in med materia (dvs om det är vilande) smälter det helt enkelt in i omgivningen. Detta innebär att ensamma svarta hål utan en stjärnkamrat (binärer) är nästan omöjliga att upptäcka.

" Jag har letat efter vilande svarta hål under de senaste fyra åren med hjälp av ett brett spektrum av datamängder och metoder", säger El-Badry. "Mina tidigare försök - liksom andras - visade upp ett menageri av binära system som maskerar sig som svarta hål, men det här är första gången sökandet lyckades."

För att utforska systemet  i detalj följde teamet upp med 39 observationer under fyra månader av sex olika teleskop runt om i världen.

Den första observationen genomfördes i juli i år 2022 genom en tilldelning av tid vid med hjälp av6,5 m Magellan Baade-teleskopet vid Las Campanas-observatoriet i Chile.

Astronomers nuvarande modeller av utvecklingen av binära system är hårt pressade teorier för att ge en förklaring till hur den speciella konfigurationen av Gaia BH1-systemet kan ha uppstått. Specifikt skulle stamstjärnan som senare förvandlades till det  svarta hålet ha varit minst 20 gånger så massiv som vår sol. Det betyder att den bara skulle ha existerat under några miljoner år. Om båda stjärnorna bildades samtidigt skulle denna massiva stjärna snabbt ha förvandlats till en superjätte, som puffade upp och uppslukade den andra stjärnan innan den hann bli en riktig, vätebrinnande, stjärna som vår sol. Men så har inte skett. Stjärnan finns kvar.

Det är inte alls klart hur stjärnan kunde ha överlevt den episoden och slutat som en till synes normal stjärna, som observationerna visar. Teoretiska modeller som möjliggör överlevnad förutspår att stjärnan borde ha hamnat i en mycket snävare bana än vad som faktiskt är fallet.

Detta kan indikera att det finns viktiga luckor i forskarnas förståelse för hur svarta hål bildas och utvecklas i binära system och det tyder också på att det kan finnas en ännu outforskad population av vilande svarta hål i binära system.

 Kan stjärnan undkommit att slukas då den stjärna som nu är ett svart hål befunnit sig på ett avstånd som gjort att detta inte skett. Men som senare minskades genom stark gravitation från det därefter bildade svarta hålet (min anm.).

Bild vikipedia Gaia BH1 ett binärt system bestående av en stjärna av G-typ och ett svart hål beläget cirka 1560 ljusår från oss stjärnbilden Ophiuchus (Ormbäraren). Bilden är en illustration.

Galaxer förenas runt en röd kvasar i närheten av ett monstruöst svart hål

 

En kvasar en extremt ljusstark och avlägsen och aktiv galaxkärna. Den överglänser galaxen så dess stjärnor drunknar i ljus. 

Med hjälp av James Webb Space Telescope går det att se 11,5 ljusår bort (tillbaka i tiden ett ljusår är det avstånd ljuset  åker iväg under ett år från sin källa ca 9,6 biljoner km) på det tidiga universum. Nyligen upptäckte astronomer en galaxhop som dras samman runt en sällsynt röd kvasar som finns runt ett stort massivt svart hål. Upptäckten kommer från Johns Hopkins University och ett internationellt team där. Upptäckten erbjuder en oöverträffad möjlighet att se hur galaxer för miljarder år sedan samlades till det som nu är universum.

"Vi tror att något dramatiskt är på väg att hända i detta system", säger medförfattare Andrey Vayner en av Johns Hopkins postdoktorer som studerar galaxernas utveckling (i tiden upptäckten ses under). "Galaxen är i detta ögonblick under sin livstid, på väg att förvandlas och kommer att se helt annorlunda ut om några miljarder år." (i vår tid ser det numera helt annorlunda ut men kan självfallet inte ses)

Studien publicerades i press i Astrophysical Journal Letters och finns tillgänglig på arXivs arkiv. Den bländande ljusa kvasaren, som drivs av vad Zakamska kallar ett "monster" svart hål i mitten av den galaktiska virveln är en sällsynt "extremt röd" kvasar, cirka 11,5 miljarder ljusår bort från oss och en av de mest kraftfulla som någonsin setts på ett sådant avstånd. Det är i huvudsak ett svart hål i formation, säger Vayner. Ett svart hål som äter gasen runt den och växer till i massa. Moln av damm och gas mellan jorden och den glödande gasen i riktning mot det svarta hålet får kvasaren att se röd ut.

Teamet arbetar redan med uppföljningsobservationer av denna händelse för att bättre förstå hur täta, kaotiska galaxhopar bildas och hur de påverkas av supermassiva svarta hål.

"Det du ser här är bara en liten delmängd av vad som finns i datan av upptäckten, säger Zakamska. – Det händer mycket här så vi lyfte i studien först fram vad som är den största överraskningen. Varje ljusklump här är en babygalax som smälter samman i denna ”modergalax” färgerna visar på skilda hastigheter i det som sker och det hela rör sig på ett extremt komplicerat sätt. Nu ska vi börja reda ut hur , i vilken följd och vad som sker.

Spännande att få veta vad som kommer ur detta.

En Hubble-bild av kvasaren och samma område sett med James Webb Space Telescope. Bilden visar flera galaxer som samlas, där varje färg representerar en annan hastighet: Rött rör sig bort från oss. Blått rör sig mot oss.

KREDIT:ESA/WEBB, NASA & CSA, D. WYLEZALEK, A. VAYNER & Q3D-TEAMET, N. ZAKAMSKA.

En solliknande stjärna kretsar därute runt ett svart hål

 

År 1916 teoretiserade astronom Karl Schwarzchild över möjligheten att det skulle finnas svarta hål som en effekt av Einsteins fältekvationer och teorin om den allmänna relativitetsteorin. I mitten av 20-talet började astronomer upptäcka svarta hål för första gången med indirekta metoder som bestod av att observera dessas effekt på omgivande objekt i rymden. På 1980-talet har forskare studerat supermassiva svarta hål som man idag anser finns i centrum av kanske alla galaxer. I april 2019 släppte Event Horizon Telescope (EHT) den första bilden som någonsin tagits av ett svart hål. 

Observationerna ger en möjlighet att testa fysikens lagar under de mest extrema förhållanden och ge insikter om de krafter som format universum. Enligt en ny studie förlitade sig en internationell forskargrupp på data från ESA: s Gaia-observatorium för att observera en stjärna lik vår sol vilken sågs ha ett annorlunda rörelsemönster. På grund av detta drog teamet slutsatsen att stjärnan måste vara en del av ett binärt system med ett svart hål (en stjärna och ett svart hål). Detta system gör det till det närmaste svarta hålet till vårt solsystem och innebär att det kan finns en betydande population av vilande svarta hål i Vintergatan (fler än det stora vi vet finns i centrum).

Forskningen ovan leddes av Kareem El-Badry, en Harvard Society Fellow astrofysiker vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) och Max Planck Institute for Astronomy (MPIA). El-Badry fick sällskap även av forskare från CfA, MPIA, Caltech, UC Berkely, Flatiron Institute's Center for Computational Astrophysics (CCA), Weizmann Institute of Science, Observatoire de Paris, MIT: s Kavli Institute for Astrophysics and Space Research och med flera universitet.

Artikeln som beskriver deras resultat kommer snart att publiceras i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. El-Badry beskrev för Universe Today via e-post att observationerna var en del i en bredare kampanj för att identifiera vilande svarta hål vid stjärnor i Vintergatan. "Jag har letat efter vilande svarta hål under de senaste fyra åren med hjälp av ett brett spektrum av data och metoder", säger han. "Mina tidigare försök visade upp ett varierat menageri av binärer som antogs vara svarta hål tillsammans med en stjärna (en stjärna och ett svart hål) men det här var första gången sökandet bar frukt (bevis på detta system)."

Vi ska veta att inga tecken finns på att det finns ett dolt svart hål i vårt solsystem (min anm.). Skulle så varit fallet är det troligen tveksamt till om vår sol i kretslopp runt detta skulle kunnat ge liv på Jorden. Men däremot finns säkert ett antal i Vontergatan som helhet frågan är hur många och var och varför.

Bild https://www.universetoday.com på fenomenet.

Det kusliga ljudet från ett svart hål.

 

NASA Exoplanets är ett team som fokuserar på bland annat exoplaneter som finns utanför vårt solsystem. Detta team twittrade det 34 sekunder långa klippet som  ni kan lyssna på här.  Enligt teamet finns en "missuppfattning" om att det inte finns något ljud i rymden.

En galaxhop har så mycket gas att vi har plockat upp faktiskt ljud. På länken ovan har det förstärks och blandas med andra data med syftet att vi ska kunna höra ljudet av ett svart hål. NASA släppte ursprungligen den så kallade "sonifieringen" tidigare i år och förklarade att forskare  "associerat" det till svarta hålet i Perseus galaxhop (denna galaxhop finns ca 240 miljoner ljusår från oss) med ljud sedan 2003.

"upptäckten gjordes genom att astronomer upptäckte att tryckvågor som kom ut ur det svarta hålet orsakade krusningar i klustrets heta gas vilket kunde översättas till data  som människor inte kan höra cirka 57 oktaver under mitten C", bekräftade NASA i ett pressmeddelande.

Signalerna har nu förstärkts och  "hörs nu 144 kvadrillion och 288 kvadriljon gånger högre än deras ursprungliga frekvens", tillade NASA. Det betyder att ljudet inte är exakt vad du skulle höra om du var nära det svarta hålet - och om människor kunde höra den här typen av ljud på plats.

Ljudklippet som NASA twittrade har fått över 14 miljoner visningar från och de flesta användare på sociala medier som hört det håller med om att ljudet är ganska spöklikt.

Men döm själva. Det är enligt mig ett ljud som vi har lärt oss är kusligt ljud. Men det är vi människor som tycker det andra varelser anser kanske tvärtom. Det vore spännande att veta varför vi lärt oss eller anser att dova ljud är kusliga och inte tvärtom. Kanske det är från människans barndom då vi var jägare och lärde oss undvika rytandet från lejon som då var vanliga inte bara i Afrika eller Asien utan även i Europa..

Bild vikipedia på de centrala delarna av Perseus-hopen varifrån ljudet från det svarta hålet kan höras.

Den hittills längsta och starkaste jetstrålen som upptäckts från ett svart hål.

Astronomer vid Western Sydney University har upptäckt en av de kraftigaste strålarna från ett svart hål.

Strålen sträcker sig mer än en miljon ljusår ut från hålet med en enorm energi i nästan ljusets hastighet,. Det svarta hål där fenomenet sker finns i galaxen NGC2663, som finns 93 miljoner ljusår bort från oss.

När vi ser på denna galax med ett ordinärt teleskop ser vi den välbekanta ovala formen av en elliptisk galax innehållande ungefär tio gånger fler stjärnor än Vintergatan (se bild ovan).

NGC2663 observerades med CSIRO:s Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) i västra Australien – ett nätverk av 36 länkade radioteleskopdiskar som tillsammans bildar ett enda superteleskop. 

Radiovågorna avslöjade en stråle av materia från galaxens centrum och där ett svart hål. Detta kraftfulla flöde av material sträcker sig cirka 50 gånger längre bort än galaxen i sig om våra ögon kunde se den på natthimlen skulle det vara större än månen sett från Jorden.

Astronomer har upptäckt jetstrålar av detta slag tidigare men dennas enorma storlek (mer än en miljon ljusår över i diameter) och den relativa närheten till NGC2663 gör den till en av de kraftigaste jetstrålarna vi känner till på himlen.

Forskningen av fenomenet skedde under ledning av doktorand Velibor Velović vid Western Sydney University och studien har godkänts för publicering i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Denna jetstrålningsprocess är analog med en effekt som ses i jetmotorer från flygplan. När avgasplymen spränger genom atmosfären skjuts den ut på sidorna av omgivningstrycket. Det får strålen att expandera, dra ihop sig och pulsera där den färdas.

Som bilden visar (se länken här) ser vi ljuspunkter i strålen, kända som "chockdiamanter" på grund av formen. När flödet komprimeras lyser de starkare. 

Först med upptäckten i NGC2663 har vi sett en effekt i så enorm skala som denna.

Detta säger oss att det finns tillräckligt med materia i det intergalaktiska utrymmet runt NGC2663 för att det ska trycka mot jetstrålens sidor vilket i sin tur värmer och pressar strålen.

Det blir en återkopplingsslinga: intergalaktiskt materia matas in i en galax, galaxens svarta hål producerar en jetstråle av det inkommande materialet och skickar iväg denna ut i kosmos..

Dessa jetstrålar påverkar hur gas bildas till galaxer.

Bild på galaxen NGC2663 från Wikii2 som ingår i vikipedia.  

 

Studier av Vita dvärgstjärnor kan ge ny kunskap om supernovor.

 

Forskare från RIKEN Cluster for Pioneering Research (RIKEN is a large natural sciences research institute in Japan) har använt sig av datormodeller för att visa hur en hypotetisk typ av supernova skulle utvecklas under tusentals år.

 Supernovor är viktiga för kosmologi, eftersom eett slag av dessa. Klassen Ia, används som  "standardljus" vid avståndsmätning och dessa mätningars resultat används i de för att räkna ut universums expansionshastighet som visar sig accelererar. Det är accepterat att typ Ia supernovor härrör från explosioner från degenererade stjärnor så kallade vita dvärgstjärnor. Stjärnor som bränt slut på sitt väte och krympt till kompakta mycket täta objekt. Men däremot är mekanismen som orsakar explosionerna inte förstådd.

Nyligen har upptäckten av vita dvärgstjärnor som snurrar runt sin axel extremt snabbt gett ökad trovärdighet till en teori om ursprunget till dessa supernovor. I teorin ingår 50 % av de vita dvärgstjärnorna därute i ett binärt system "ett dubbelstjärnsystem", där en av  stjärnornas ytskikt av helium exploderat och då antänds en större explosion i stjärnans kol-syrekärna. Resultat blir utplåning av stjärnan (en supernova är resultatet som lämnat en vit dvärg kvar) och dess följeslagare (stjärna) kastas bort med enorm hastighet från händelsesfären.

Mycket lite är känt om vilken form resterna av en sådan händelse har efter heliumexplosionen. För att utforska detta beslutade teamet att simulera den långsiktiga utvecklingens  formen av en supernovarester under tusentals år efter en  explosion. Faktum är att de kunde observera vissa funktioner som kan vara specifika för detta scenario vilket gav en möjlighet till att undersöka supernovafysik, inklusive en "skugga" eller mörk fläck omgiven av en ljus ring i områdena. De drog slutsatsen att resterna av explosioner av typ Ia inte nödvändigtvis är symmetriska vilket annars var den allmänt accepterade teorin.

Enligt Gilles Ferrand huvudförfattaren till studien, "D6 (namnet på denna) supernovaexplosion har en specifik form. Vi var inte övertygade om att det skulle synas i resterna långt efter den första händelsen men vi fann att det finns en specifik signatur som vi fortfarande kan se tusentals år efter explosionen. (D6 är scenariots namn som beskrivs ovan)

Shigehiro Nagataki, ledare för Astrophysical Big Bang Laboratory vid RIKEN, säger: "Det är ett mycket viktigt fynd då det kan påverka användningen av Ia-supernovor som kosmiska måttstockar. De ansågs en gång härstamma från ett enda fenomen men om dessa kan vara olika kan det kräva en omvärdering av hur vi använder Ia-supernovor”. (om alla inte är lika kan det kanske ge fel eller skilda mätresultat då vi använder dess ljus i mätning av universums expansionshastighet (min anm.))

Ferrand tillägger följande: "Framöver planerar vi att lära oss att mer exakt beräkna röntgenemissionen med hänsyn till sammansättningen och tillståndet hos den exploderade plasman för att göra direkta jämförelser med observationer. Vi hoppas att rapporten kommer att ge nya idéer till observatörer om vad man ska leta efter i supernovarester.

Forskningen, var ett samarbete med en internationell grupp av forskare från University of Manitoba och rapporten publicerades i The Astrophysical Journal.

Till slut en bild och en artikel från eso.org på bilden och bakgrunden till hur vår galax svarta hål fotograferades för första gången under gårdagen.

Bild längst upp i inlägget är från vikipedia på Stjärnan Sirius A (mitten) och den vita dvärgen Sirius B (nedanför till vänster). Bilden tagen av Hubbleteleskopet

En upptäckt av ett dolt svart hål

 

Messier 77 även känd som NGC 1068, är en stavgalax i stjärnbilden Valfisken. Messier 77 finns på ett avstånd av 47 miljoner ljusår från solen och är en aktiv galax med aktiv galaxkärna (innebärande stjärnbildning sker).

European Southern Observatory's Very Large Telescope Interferometer (ESO:s VLTI) har där observerat ett moln av kosmiskt damm i centrum av Messier 77 där det döljs ett supermassivt svart hål. Fyndet har bekräftat förutsägelser som gjordes redan för cirka 30 år sedan men då inte kunde bekräftas och ger astronomer en inblick i ett aktivt galaktiskt centrum. Förutsägelsen att aktiva galaktiska atomkärnor (LAN) är extremt energirika platser som som får energi från supermassiva svarta hål .

Dessa svarta hål livnär sig på de stora mängder kosmiskt damm och gas om denna finns i dess  närområde. Materia och gas som i Messier77 spiralformat dras mot det svarta hålet. I detta skeende frigörs enorma mängder energi som ger ljussken som periodvis överträffar alla stjärnors gemensamma sken i en galax.

 

Astronomer har varit nyfikna på aktiva galaxkärnor ända sedan de först upptäckte dem på 1950-talet. Nu, tack vare ESO:s VLTI, har ett forskarlag lett av Violeta Gámez Rosas vid Leiden University i Nederländerna tagit ett viktigt steg i förståelsen av hur de fungerar och hur de ser ut på nära håll. Resultaten publicerades för några dagar sedan i Nature.

Genom detaljerade observationer av galaxen Messier 77 upptäckte Gámez Rosas och hennes team en kratig ring av kosmiskt damm och gas i centrum av galaxen vilken  dolde ett  stort massivt svart hål. Upptäckten ger viktigt stöd för en 30-årig teori som kallas den enhetliga modellen av galaktiska kärnor.

 

Astronomer vet att det finns skilda slag av aktiva galaxkärnor. Till exempel släpper vissa ifrån sig utbrott av radiovågor medan andra inte gör det; vissa lyser starkt i det synliga ljuset, medan andra, som Messier 77, ger mer dämpat ljus (på grund av sitt döljande gashölje). Den enhetliga modellen säger att trots skillnader har alla galaktiska kärnor samma grundläggande struktur: ett supermassivt svart hål omgivet av av damm och gas.

 

Vilken typ av AGN (aktiv galaktiska kärna) vi ser beror på hur mycket gas och materia som döljer det svarta hålet från vår synvinkel sett ibland döljs det helt. Observationerna ovan möjliggjordes tack vare Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment (MATISSE) monterat på ESO:s VLTI, som finns i Atacamaöknen i Chile. MATISSE kombinerade infrarött ljus som samlats in av alla fyra 8,2-meters teleskop i ESO:s Very Large Telescope (VLT) med hjälp av en teknik som kallas interferometri.

" MATISSE kan se i ett brett spektrum av infraröda våglängder vilket gör att vi kan se igenom damm och noggrant mäta temperaturer innanför. VLT är en mycket stor interferometer som gör att vi får bra upplösning för att se vad som händer, även i galaxer så långt bort som Messier 77. Bilderna vi fick beskriver temperatur och absorptionsförändringarna i dammolnet runt det svarta hålet, säger medförfattaren till studien Walter Jaffe, professor vid Leiden University.

Säkert finns mycket som vi inte ens anar dolt i vissa  gasmoln därute (min anm.). Det vi inte ser kan vi inte undersöka och det vi inte anar kan finnas, söker vi inte efter. Men lika undrande över om vad som kan finnas i gasmoln därute lika förundrade bör vi vara om inget finns att finna i dem.

Bild från vikipedia på stavgalaxen M77 (Messier 77) fotograferad med Hubbleteleskopet.

I ett kluster i Andromedagalaxen finns ett saknat svart hål.

 

Astronomer har upptäckt ett svart hål som inte liknar något annat vi känner till storleksmässigt. Det befinner sig  i en stjärnmassa av ca hundratusen stjärnor och är det minsta av de svarta hål vi har hittat i galaxers centrum men dock större än de svarta hål som blir kvar efter en stjärnas kollaps. Detta gör det till det enda bekräftade svarta hålet av mellanstorlek en storlek som länge har sökts av astronomer.

Detta  är dolt i B023-G078, ett enormt stjärnkluster i vår närmaste granngalax Andromeda (obs har inget att göra med det centrala stora svarta hål som finns i Andromedagalaxen). Länge ansågs detta stjärnkluster vara ett klotformigt stjärnkluster som alltid hört hemma i galaxen (stjärnkluster finns i alla galaxer även i Vintergatan).

 Men ny forskning visar att B023-G078 istället är en avskalad kärna. Avskalade kärnor innebär resterna av små dvärggalaxer som dragits  in i större galaxer och fått sina yttre stjärnor avskalade genom gravitation (de är inte kvar på sin ursprungsplats)  Det som finns kvar av galaxerna är en liten, tät kärna av stjärnor som kretsar runt i den större galaxen och i mitten av denna kärna finns ett svart hål.

Kan detta vara ett svart hål som är resultatet av sammanslagningar av flera mindre svarta hål vilka vart och ett fanns i sin dvärggalax innan sammanslagningen av dessa (min anm.)? Kan det annars vara så att klustret kommer från en ovanlig dvärggalax storleksmässigt med en storlek större än de vanligaste dvärggalaxerna och därmed skulle kunna bedömas som en galax  mellan en ordinär galax och dvärggalax och härmed haft ett som vi kan benämna medelstort svart hål.

" Tidigare har vi hittat stora svarta hål i massiva, avskalade kärnor som är mycket större än B023-G078. Vi visste att det måste finnas mindre svarta hål  där det fanns mindre stjärnmassa i avskalade kärnor men det har aldrig funnits direkta bevis för detta, säger huvudförfattaren till rapporten om detta Renuka Pechetti vid Liverpool John Moores University, som började forskningen vid University of Utah. " Jag tror att detta är ett ganska tydligt fall som gör att vi äntligen har hittat ett av dessa föremål."

Studien publicerades den 11 januari 2022 i The Astrophysical Journal.

Det felande svarta håls länken storleksmässigt har därmed befunnits finnas i universum (min anm.). Kanske ska vi inte se det så utan istället att det finns hur många storlekar som helst av svarta hål. Det intressanta då är att söka hur stora de kan bli eller små.

Bild från vikipedia på Andromedagalaxen (M319) där klustret B023-G078 finns.

Hubbleupptäckt! Stjärnbildning sker i dvärggalax HENIZE 2-10 beroende av ett svart hål

 

Hen 2-10, även känd som He 2-10 och Henize 2-10 är en dvärggalax 34 miljoner ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Pyxis (Kompassen). 

De accepterade teorier som existerar om ursprunget till supermassiva svarta hål finns av tre slag: 1) de bildades precis som mindre svarta hål av stjärnmassa från implosionen av stjärnor, och samlade på något sätt in tillräckligt med material för att växa, 2) det existerade speciella förhållanden i det tidiga universum som tillät bildandet av supermassiva stjärnor vilka snart kollapsade och då  bildade  massiva svarta hål 3) början till framtida supermassiva svarta hål föddes i täta stjärnhopar, där klustrets totala massa skulle varit tillräckligt stort för att på något sätt skapa dem genom en gravitationskollaps. Men alla tre är svåra teorier att ta till sig och helt tro som riktiga (min anm.).

Svarta hål, som ofta framställs som destruktiva monster av gravitation där även ljuset är fångat stämmer inte alltid enligt nya rön i den senaste forskningen genom NASA:s Rymdteleskop Hubble. Ett svart hål har nämligen upptäckts  i centrum av dvärggalaxen Henize 2-10 där stjärnor skapas med hjälp av detta istället för som man antar sker vid svarta hål slukas av dessa. Det svarta hålet här bidrar med materia och gas till  ny stjärnbildning i galaxen.

För ett decennium blev denna galax centrum i en debatt bland astronomer om huruvida dvärggalaxer var hem för svarta hål i storleksproportion till själva galaxers storlek. Konkret fanns ett samband mellan en galax storlek och dess centrala svarta hål. Något sådant samband har inte bekräftats (min anm.).

Upptäckten av dvärggalaxen Henize 2-10  som bara innehåller en tiondel av antalet stjärnor som finns i vintergatan blev utgångspunkten i studien. "För tio år sedan, som doktorand och trodde jag att jag skulle spendera min karriär på forskning om stjärnbildning, jag tittade då på data av Henize 2-10 men allt förändrades", säger Amy Reines, som publicerat de första bevisen av ett svart hål i HENIZE 2-10 och är huvudutredare nu i de nya Hubble-observationerna därifrån vilkas resultat publicerades i januari-utgåvan av Nature.

 

"Från början visste jag att något ovanligt och speciellt skedde i Henize 2-10 och nu har Hubble gett en mycket tydlig bild av kopplingen mellan det svarta hålet och en närliggande stjärnbildande region  230 ljusår från det svarta hålet", säger Reines.

 

Kopplingen är ett utflöde av gas utströmmande från det svarta hålets omgivning  vilket sträcker sig ut i rymden likt en navelsträng till stjärnbildningsområdet 230 ljusår bort. Denna Region var redan hem för en tät kokong av gas när låghastighetsutflödet anlände. Hubbleteleskopets spektroskopiundersökning visar att utflödet från det svarta hålet har  en hastighet av cirka 160900 km/h, och trycks in i den täta stjärnbildande regionen likt en trädgårdsslangs stråle som träffade en hög med smuts och sprids åt alla håll.

 

Detta är den motsatta effekten av vad som annars setts ske i större galaxer där material som faller mot det svarta hålet vispas bort av omgivande magnetfält och bildar flammande plasmastrålar som rör sig nära ljusets hastighet merparten in i det svarta hålet medan något av strålen flammar ut i alla riktningar. Inte som här sänds som en stråle till en stjärnbildande region.

Men med det mindre massiva svarta hålet i Henize 2-10 och dess mildare utflöde komprimerades gas precis tillräckligt för att fälla ut till området där stjärnbildning sker.

Kanske skulle det undersökas om det finns ett samband mellan hur mindre och större svarta hål interagerar med gas (min anm.). Kanske det stjärnbildande området till viss del legat närmre det svarta hålet en gång och haft en så stark gravitation att det dragit med sig en sträng av gas från omgivningen vid det svarta hålet på sin väg bort från det. En sträng som blivit intakt. 

Bild vikipedia som visar en sammansatt bild av Hen 2-10 i form av visuella data som kommer från Hubble och  röntgendata från Chandra X-Ray Observatory och utöver det  radiostrålningsdata  från Very Large Array.

Astronomer misstänker att de fångat signaler från enorma svarta hål

 

Ett internationellt team av astronomer har upptäckt vad som kan vara en tidig (från universums tidigaste tid) tecken på  bakgrundssignal som härrör från något supermassivt svart hål av lågfrekvent gravitationsvåg. Forskare jämför data som samlats in från flera instrument bland annat av National Science Foundations Green Bank Telescope (GBT.)

 

Gravitationsvågor krusar fram genom rymdtiden i en ljusårsskala och härrör troligen från sammanslagningar av  massiva svarta hål i universum eller händelser som inträffade strax efter Big Bang. International Pulsar Timing Array (IPTA) ansluter sig till arbetet i flera astrofysiksamarbeten från hela världen och inklusive detta  har i arbetet använts datainsamlingar från European Pulsar Timing Array (EPTA), North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) och Parkes Pulsar Timing Array i Australien (PPTA).

IPTA har delat med sig av en ny datautgåva Data Release 2 (DR2) bestående av precisionstidsdata från 65 millisekunder pulsars-stellar rester som snurrar hundratals gånger per sekund vilket innebär svepande smala strålar av radiovågor som sveper ut  pulseringsaktigt på grund av dessa spinningsrörelsemönster. 20 av dessa pulsarer observerades av Green Bank Telescope.

 

"GBT bidrar till IPTA som ett av de viktigaste teleskopen som används av NANOGrav. Kombinationen av GBT: s känslighet, instrument och förmåga att se en så stor del av skyn gör det till en viktig del av IPTA: s arbete," säger Dr. Ryan Lynch, en Green Bank Observatory forskare och NANOGrav medlem.

 

Forskning av den kombinerade IPTA DR2 och andra oberoende datainsamlingar från de tre ingående samarbetena har visat på starka bevis för att denna nya lågfrekventa gravitationsvåg bakgrundssignal korrelerade med många av pulsarerna. Egenskaperna hos denna  pulsarsignal är i stort överensstämmelse med de som förväntas från en GW "bakgrund" (GWB).

 

Denna bakgrund bildas genom många olika överlappande GW-signaler som avges från den kosmiska populationen av supermassiva binära svarta hål (dvs. två supermassiva svarta hål som kretsar runt varandra och så småningom smälts samman). Resultatet stärker ytterligare den gradvisa uppkomsten av liknande signaler som har hittats i de enskilda datamängderna från de deltagande samarbetena under de senaste åren.

 

Men forskare varnar för att de ännu inte har definitiva bevis för GWB och undersöker fortfarande vad denna signal annars skulle kunna vara och samlar därför in mer information för att stärka sina tidigare resultat.

Även om dessa "rumsliga korrelationer" ännu inte har upptäckts är den befintliga signalen förenlig med vad forskare förväntar sig att se. IPTA arbetar flitigt för att analysera nyare data vilket kan bekräfta den nya signalens natur. Dessutom kommer insamling från nya teleskop som MeerKAT och från andra samarbetstobservatorium såsom India Pulsar Timing Array, att vara viktiga i framtiden.

 

Dr. Maura McLaughlin vid West Virginia University, som använder GBT för datainsamling för NANOGrav, säger följande "Om signalen vi för närvarande ser är den första antydan till en GWB baserat på våra simuleringar är det möjligt att vi kommer att ha mer bestämda mätningar av de rumsliga korrelationer som är nödvändiga för att slutgiltigt identifiera ursprunget till den gemensamma signalen inom en snar framtid."

 

"IPTA är ett bra exempel på  forskare och instrument från hela världen som samlas för att öka vår förståelse av kosmos", säger Lynch. Green Bank Observatory där det utvecklas ny teknik för att förbättra GBT: s kapacitet för denna forskning.

Bild från North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) ett av observatorierna där signalerna fångades.

Ett svart hål strimlar just nu en närgången stjärna därute

 

Att fånga en stjärna under dess sista tid då dess slut snart sker vid ett svart hål är sällsynt. Astronomer har likväl lyckats upptäcka ett fåtal sådana händelser vilka ger kunskap om vad som då sker. En stjärna som kommer för nära ett svart hål fångas in av det svarta hålets gravitation. Den då kolossala tidvattenkraft som då uppkommer från det svarta hålet, dess sammanlagda gravitationsfält, sträcks då ut  mot stjärnan vilket resulterari ett effektivt och kraftfullt indragande av stjärnan mot det svarta hålet vilket resulterar i att stjärnan slits itu.

Ett skeende som betecknas som en tidvattenstörningshändelse (TDE) och som ses som ett lysande ljusbloss vilket lyser mycket starkt och beror på att ca hälften av den sönderslitna stjärnan virvlar runt det svarta hålet och vilket ger en enorm värme innan detta stoff obönhörligt dras ner bortom händelsehorisonten (den (skenbara) ytan kring ett svart hål, som utgör gränsen mellan hålets innandöme och omvärlden). Den andra halvan av stjärnspillrorna ges en rekyl som resulterar i att detta kastas ut i rymden.

Det var just en sådan lysande och glödande händelse som observerades från jorden den 9 april 2019.

 

Händelsen fick beteckningen AT2019dsg och ägde rum ca 750 miljoner ljusår från oss vid  ett supermassivt svart hål med en storlek av 30 miljoner gånger solens massa (vår egen Vintergatans supermassiva svarta håls massa är 4 miljoner solmassor). AT2019dsg  blossade upp briljant i det optiska och i det röntgenstrålande spektret och en stund  senare även i radiostrålspektrumet.

Knappt sex månader senare, den 1 oktober 2019 gjordes en ny upptäckt av IceCube neutrinodetektorn belägen under isen på Antarktis: då en av de högsta energineutrinutslag som plockats upp  detekterades. Utslaget fick namnet IC191001A.

 

"Den slog ner i den antarktiska isen med en energi på mer än 100 teraelektronvolt", säger astronomen Anna Franckowiak vid Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) vid Universitetet i Bochum i Tyskland.

 

"Som jämförelse är det minst tio gånger mer än den maximala partikelenergi som kan uppnås i världens mest kraftfulla partikelaccelerator, Large Hadron Collider vid det europeiska partikelfysiklabbet CERN nära Genève." Den kom från den riktning där tidvattenstörningshändelsen  AT2019dsg skett.

Neutrinor är fascinerande små ting. Deras massa är nästan noll. De färdas i nästan ljushastighet och de interagerar nästan inte alls med vanlig materia. Miljarder neutrinor genomborrar varje människa hela tiden. Det är därför de fått smeknamnet "spökpartikel". Dessa genomströmningar är inget vi märker av och vad vi vet är de ofarliga.

 

Det betyder dock inte att de inte kan interagera med materia vilket visas av att IceCube har möjlighet att detektera dem. Då och då kan en neutrino interagera med isen och skapar då en ljusblixt. Med detektor inneslutna djupt in i mörkret under Antarktis is märks dessa blixtar. När forskare analyserade IC191001A fann de att det bara fanns  0,2 procents chans att detta utslag inte var associerat som AT 2019dsg.

"Detta är den första neutrino som är kopplad till en tidvattenstörningshändelse", säger astronomen Robert Stein på DESY.

Händelsen som fått beteckningen AT 2019dsg  kan lättare förstås genom medföljande länk där visas tydligt i en kort filmsekvens hur man ska förstå händelsen. Se HÄR. 

Bild från https://www.sciencealert.com/

Det snabbast snurrande svarta hålet upptäckt?

 

Ett svart hål är enligt ”den allmänna relativitetsteorin” en koncentration av massa med ett så starkt gravitationsfält att ingenting inte ens ljus kan övervinna dettas gravitation eller komma utanför dettas händelsehorisont. Materia eller ljus som kommer in till det svarta hålets händelsehorisont förblir där och kan aldrig komma ut igen förutom eventuellt i någon grad och oerhört långsamt i form av Hawkingstrålning.

 

Cygnus X- är en röntgenstrålande stjärnrest i form av ett svart hål. Ett av två objekt i ett röntgenbinärt system (dubbelröntgenkälla) i riktning mot stjärnbilden Svanen

Cygnus X-1 är 50 % massivare än man tidigare ansett vilket gör det till det kompaktaste av resterna av en stjärna (svart hål) som någonsin och direkt kunnat observerats. Röntgenbinären dess följeslagare består förutom av av en stor het blå variabel (skiftar i utkast av solvind och stjärnstoff)  stjärna med beteckningen HDE 226868.  Cygnus X-1 kretsar i en bana runt HDE 226868 på ett avstånd av cirka 0,2 AU (1 AU är avståndet solen - jorden) med en omloppstid på 5,6 dygn.

 Röntgenstrålningen från Cygnus X-1 uppstår då materia från den blå jättestjärnans massutkastningar sugs in av Cygnus X-1:s kraftiga gravitation. Röntgenstrålning från Cygnus X-1 fladdrar i oregelbunden styrka ca 1 000 gånger per sekund.

Baserat på nya observationer uppskattar ett internationellt forskarlag att det svarta hålet är 21 gånger tyngre än vår sol och snurrar snabbare än något annat känt svart hål. Den omräknade vikten får forskare att ompröva hur stjärnor som blir svarta hål utvecklas och hur snabbt de blir av med sitt bränsle innan de kollapsar. Cygnus X-1 drar långsamt till sig massa från sin ljusblå följeslagare genom att dra åt sig stjärnans yttre lager vilket då bildar en ljus skiva som ses rotera runt det svarta hålet (Cygnus X-1). När massan från ovannämnda skiva efterhand dras ner i det svarta hålet värms det upp till miljontals grader och avger då skimrande röntgenstrålning. En del av materialet i skivan lyckas dock komma undan och försvinner som kraftfulla jetstrålar bort från det svarta hålet i form av radiovågor vilket kan upptäckas från jorden.

 

Det var dessa signaturljusstrålar som forskargruppen spårade upp genom observationer från Very Long Baseline Array (VLBA), ett nätverk i kontinentstorlek av 10 radioteleskop spridda över USA från Hawaii till Jungfruöarna. Under en period av sex dagar följdes det svarta hålets bana från detta nätverk av teleskop.

 

Man fann att Cygnus X-1 finns cirka 7200 ljusår från jorden vilket överträffar den tidigare uppskattningen på 6000 ljusår. Det uppdaterade avståndet tyder på att den blå jättestjärnan (följeslagaren) är ljusare och mer massiv än man tidigare insett. Dess massa är ca 40 gånger större än vår sols. Och med tanke på det svarta hålets omloppsperiod kunde man få en ny uppskattning om det svarta hålets massa. Det är 21 solmassor.

Med hjälp av de uppdaterade mätningarna av det svarta hålets massa och dess avstånd från jorden kunde man bekräfta att Cygnus X-1 snurrar otroligt snabbt - mycket nära ljusets hastighet vilket innebär snabbare än något annat svart hål som hittills hittats", säger studiens medförfattare Lijun Gou, forskare vid National Astronomical Observatories vid Chinese Academy of Sciences (NAOC) i ett uttalande.

Bilden ovan från vikipedia är i röntgenljus av Cygnus X-1 och togs av ett ballongburet teleskop som ingår i High Energy Replicated Optics HERO-projektet.  

Vintergatans svarta håls våldsamma tidsavsnitt

 

Centrum av Vintergatan finns 27000 ljusår från oss. Här finns ett svart hål som väger 4 miljoner gånger mer än vår sol. Det har med tiden blivit mer och mer uppenbart att här ibland sker stora saker. Saker som att det slukas ett stort gasmoln som kommit för nära det svarta hålet eller en stjärna när  det svarta hålet lyckats dra till sig en sådan över tid.

När detta sker ger det effekten  att det svarta hålet puffar ut kraftfulla strålar av partiklar som färdas med nästan ljusets hastighet. Livsfarliga strålar om vi kommer i vägen. Det största utbrottet vi vet skett här hände för 2 miljoner år sedan. Effekten av detta kan än ses i form av ett expanderande plommonlikt plasma som bildar en timglasform, som sträcker sig långt över och under planet i vår galax.

Hubbleteleskopet har nu  hittat tecken  på att det svarta hålet fortfarande pyr efter denna händelse. Från vår synvinkel sett ska vi  komma ihåg att det vi ser är något som skedde för 27000 år sedan.

NASA:s Rymdteleskopet Hubble har inte fotograferat fantomstrålen direkt som ger denna effekt då den tränger ut från det svarta hålet men indicier på att den fortfarande trycker svagt in i ett stort vätemoln och sedan stänker som den smala strömmen från en slang riktad in i en sandhög gör.

Detta är ytterligare bevis på att det svarta hålet inte är ett sovande monster utan periodvis vaknar när stjärnor och gasmoln faller in i det. Svarta hål drar in material i en virvlande kretsande ackumuleringsskiva där en del av det infallna materialet sveps ut i utflödesstrålar som kollimeras (parallell riktning av ljus eller annan strålning) från det svarta hålets kraftfulla magnetfält. De smala "strålarna" åtföljs av en flod av dödlig joniserande strålning. "Det centrala svarta hålet är dynamiskt variabelt och är för närvarande lugnt", säger Gerald Cecil vid University of North Carolina i Chapel Hill.

Bild från Hubbleteleskopet som visar området som omtalas ovan.

I dvärggalaxen Leo I finns ett mycket stort svart hål.

 

Dvärggalaxen Leo I finns i riktning mot stjärnbilden Lejonet och är en av de närliggande dvärggalaxerna till Vintergatan.

Astronomer vid University of Texas vid Austins McDonald Observatory har där upptäckt ett ovanligt massivt, stort svart hål i centrum av Leo I. Detta svarta hål är nästan lika massivt som det svarta hål som finns i centrum av vintergatan. Fyndet kan ge  anledning att omdefiniera vår förståelse av hur galaxer utvecklas. Storleken på svarta hål som finns i centrum av alla galaxer (vad man antar i dag)  av alla storlek har inget samband med hur stor galaxen är.

Studien publicerades i ett nytt nummer av The Astrophysical Journal.

Teamet bestämde sig för att studera Leo I på grund av dess särdrag. Till skillnad från de flesta dvärggalaxer som kretsar runt Vintergatan innehåller Leo I inte mycket mörk materia (enligt teorin om att den finns vilket kan diskuteras (min anm.)).

 Forskarna analyserade enligt teoretiska beräkningar Leo I:s profil av mörk materia – det vill säga hur densiteten av mörk materia förändras från galaxens ytterkanter hela vägen in mot dess centrum. De gjorde detta genom att mäta gravitationens påverkan på närliggande stjärnor. Ju snabbare stjärnorna rör sig desto mer materia finns det innesluten (svart materia antas det då man ej kan se det som påverkar) i deras banor. I synnerhet ville teamet veta om tätheten av mörk materia ökar mot galaxens centrum. De ville också veta om deras mätningdata skulle matcha mot tidigare mätningar som gjorts med hjälp av äldre teleskops data i kombination med dessa nya datormodeller.

Vi lägger inte så stor vikt vid idén om svart materia vilken jag anser inte finns utan är en effekt vi ser från gravitation o vanlig materia (min anm.). Istället vill jag lägga till att ett större svart hål än man kan förvänta sig i en dvärggalax kan bero på att där en gång funnits flera små svarta hål som smält samman över tid och bildat ett stort. Alternaivt två mindre galaxer slagits samman.

Bild på galaxen Leo vilken framträder som en svag fläck till höger om den ljusa stjärnan Regulus vilken är den ljusstarkaste stjärnan i Lejonet.

Ett svart hål har upptäckts i stjärnhopen NGC 1850 vilken ingår i ”Det stora Magellanska molnet”.

 

Vid Europeiska Sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) har astronomer  upptäckt ett mindre svart hål utanför Vintergatan genom att upptäcka hur det påverkar stjärnorna i omgivningen. Det är första gången denna metod har använts för att upptäcka ett svart hål utanför vår egen galax. Upptäckten kan visa sig viktig i det fortsatta sökandet efter gömda svarta hål i Vintergatan och i närliggande galaxer. Syftet är att få beta mer om hur dessa  objekt bildas och utvecklas.

 

Det nu upptäckta svarta hålet finns i NGC 1850 vilket är en massiv öppen stjärnhop med tusentals stjärnor på 160 000 ljusårs avstånd ingående i det Stora Magellanska molnet en av Vintergatans satellitgalaxer.

De allra flesta svarta hål hittas inte genom sökning inom röntgen-  eller gravitationsstrålningsfält. “Den stora merparten kan bara upptäckas dynamiskt” säger Stefan Dreizler  medlem i forskarlaget vid Göttingens universitet i Tyskland (hur det påverkar sin omgivning). “När de samverkar gravitationellt med en stjärna kommer det att påverka stjärnans bana vilket kan detekteras med känsliga instrument”.

Den dynamiska detektionsmetoden används vid Saracino vid Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University och Sara Saracinos forskarlag där. Metoden kan bana väg för att hitta  fler svarta hål. “Varje enskild detektion vi gör bidrar till ny kunskap om stjärnhopar och de svarta hål som gömmer sig i dem” säger Mark Gieles vid Barcelonas universitet och en av medförfattarna till studien.

 

Upptäckten i NGC 1850 är den första där ett svart hål har hittats i en ung stjärnhop. NGC 1850 innehåller stjärnor som bara är 100 miljoner år gamla. Genom att jämföra unga svarta hål av detta slag med större och äldre svarta hål i gamla stjärnhopar kan astronomerna få en inblick i hur dessa objekt växer genom sammanslagning med stjärnor eller med andra svarta hål. Med större kunskap om “demografin” för svarta hål i stjärnhopar kan också förståelsen för källor till gravitationsvågor i rymden förbättras.

Svarta hål av denna storlek bildas när massiva stjärnor dör och avslocknade stjärnor spelar en betydande roll för galaxers tidiga utveckling och bildningen av de flesta grundämnen. Studier av svarta hål som detta kan därmed ge oss mer kunskap om massiva stjärnors livscykel” säger Chris Usher, astronom vid Stockholms universitet och medförfattare till studien. “Eftersom detta svarta hål befinner sig i en stjärnhop vet vi betydligt mer om detta än man vanligast kan undersöka om svarta hål  i centrum av stora galaxer bland annat dess ålder vilket gör det lättare att räkna ut vilken typ av stjärna det bildades av.”

Vi får hoppas upptäckten (min anm.) kan ge mänskligheten mer kunskap om de mystiska svarta hålen därute. Vi vet inte så mycket i dag.

Bild vikipedia av Hubble rymdteleskop av NGC 1850. Det blå är den omgivande nebulosan bestående av gas och stoff.