eso2116nb — Pressemelding

Svart hull funnet bortgjemt i stjernehop utenfor galaksen vår

11. november 2021

Ved å bruke European Southern Observatorys Very Large Telescope (ESOs VLT) har astronomer oppdaget et lite svart hull utenfor Melkeveien. Det har de gjort ved å se på hvordan det svarte hullet påvirker bevegelsen til en stjerne i dens nærhet. Dette er første gang denne deteksjonsmetoden er blitt brukt til å avsløre tilstedeværelsen av et svart hull utenfor galaksen vår. Metoden kan være nøkkelen til å avsløre skjulte svarte hull i Melkeveien og nærliggende galakser, og den kan bidra med å kaste lys over hvordan disse mystiske objektene blir dannet og utvikler seg.

Det nyoppdagede svarte hullet ble observert i NGC 1850, en stjernehop bestående av tusenvis av stjerner omtrent 160 000 lysår unna i Den store magellanske sky, en nabogalakse til Melkeveien.

«I likhet med Sherlock Holmes som sporer forbrytere ved å benytte seg av feiltrinnene deres, ser vi på hver eneste stjerne i denne hopen med et forstørrelsesglass i den ene hånden og prøver å finne bevis for tilstedeværelsen av svarte hull, men uten å se dem direkte», sier Sara Saracino fra Astrophysics Research Institute ved Liverpool John Moores University i Storbritannia. Hun ledet forskningen som nå er akseptert for publisering i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. «Resultatet som vises her representerer bare én av de ettersøkte forbrytere, men når du først har funnet én, er du på god vei til å oppdage mange andre, i forskjellige hoper.»

Denne første «forbryteren» som ble sporet av teamet viste seg å være omtrent 11 ganger så massiv som Sola vår. Observasjonen som satte astronomene på sporet av dette svarte hullet var dens gravitasjonspåvirkning på stjernen med fem solmasser som kretser rundt det.

Astronomer har tidligere sett slike små svarte hull med masse tilsvarende stjerner (i motsetning til supermassive svarte hull) i andre galakser ved å fange opp røntgenstrålen som sendes ut når de sluker til seg materie eller fra gravitasjonsbølgene som genereres når svarte hull kolliderer med hverandre eller med nøytronstjerner.

De fleste svarte hull med masse tilsvarende stjerner avslører imidlertid ikke sin tilstedeværelse gjennom røntgenstråler eller gravitasjonsbølger. «De aller fleste kan bare avsløres gjennom dynamikk», sier Stefan Dreizler, et teammedlem basert ved Universitetet i Göttingen i Tyskland. «Når de danner et system med en stjerne, vil de påvirke dens bevegelse på en subtil, men målbar måte, slik at vi kan finne dem med sofistikerte instrumenter.»

Den dynamiske metoden brukt av Saracino og teamet hennes kan gjøre det mulig for astronomer å finne mange flere svarte hull og bidra til å løse mysteriene forbundet med disse objektene. «Hver eneste deteksjon vi gjør vil være viktig for vår fremtidige forståelse av stjernehoper og de svarte hullene som befinner seg i dem», sier studiemedforfatter Mark Gieles fra Universitetet i Barcelona i Spania.

Deteksjonen i NGC 1850 markerer første gang et svart hull er funnet i en ung stjernehop (hopen er bare rundt 100 millioner år gammel, noe som bare er et øyeblikk på astronomiske tidsskalaer). Det å bruke deres dynamiske metode i lignende stjernehoper kan avsløre enda flere unge svarte hull og kaste nytt lys over hvordan de utvikler seg. Ved å sammenligne dem med større, mer modne svarte hull i eldre hoper, ville astronomer kunne forstå hvordan disse objektene vokser seg større ved å spise av stjerner eller slå seg sammen med andre svarte hull. Forbedringer i kartleggingen av demografien til svarte hull i stjernehoper vil dessuten øke vår forståelse av kildene til gravitasjonsbølger.

For å utføre søket brukte teamet data samlet over to år med Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) montert på ESOs Very Large Telescope (VLT), som ligger i den chilenske Atacama-ørkenen. «MUSE tillot oss å observere svært tettpakkede områder, som de innerste områdene av stjernehoper, og analysere lyset til hver eneste stjerne i nærheten. Nettoresultatet er informasjon om tusenvis av stjerner i ett bilde, minst ti ganger mer enn med noe annet instrument», sier medforfatter Sebastian Kamann, en mangeårig MUSE-ekspert basert ved Liverpools Astrophysics Research Institute. Dette tillot teamet å oppdage den merkelige stjernen hvis særegne bevegelse signaliserte tilstedeværelsen av det svarte hullet. Data fra University of Warszawas optiske gravitasjonslinseeksperiment og fra NASA/ESA Hubble-romteleskopet gjorde dem i stand til å måle massen til det svarte hullet og bekrefte funnene deres.

ESOs Extremely Large Telescope, som skal begynne å observere senere dette tiåret i Chile, vil gjøre det mulig for astronomer å finne enda flere skjulte svarte hull. «ELT vil definitivt revolusjonere dette forskningsfeltet», sier Saracino. «ELT vil tillate oss å observere stjerner betydelig svakere i det samme synsfeltet, samt å se etter svarte hull i kulehoper som befinner seg på mye større avstander.»

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i en vitenskapelig artikkel i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (https://doi.org/10.1093/mnras/stab3159).

Teamet besto av: S. Saracino (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Storbritannia [LJMU]), S. Kamann (LJMU), M. G. Guarcello (Osservatorio Astronomico di Palermo, Palermo, Italia), C. Usher (Department of Astronomy, Oskar Klein Centre, Stockholm University, Stockholm, Sverige), N. Bastian (Donostia International Physics Center, Donostia-San Sebastián, Spania, Basque Foundation for Science, Bilbao, Spania & LJMU), I. Cabrera-Ziri (Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Heidelberg, Tyskland), M. Gieles (ICREA, Barcelona, Spain and Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spania), S. Dreizler (Institute for Astrophysics, University of Göttingen, Göttingen, Tyskland [GAUG]), G. S. Da Costa (Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University, Canberra, Australia), T.-O. Husser (GAUG) og V. Hénault-Brunet (Department of Astronomy and Physics, Saint Mary’s University, Halifax, Canada).

European Southern Observatory (ESO) gjør det mulig for forskere over hele verden å oppdage universets hemmeligheter – til fordel for alle. Vi designer, bygger og drifter bakkeobservatorier i verdensklasse. Disse bruker astronomer til å takle spennende vitenskapelige spørsmål og spre fascinasjonen for astronomi, og fremme internasjonalt samarbeid innen astronomi. ESO ble etablert som en mellomstatlig organisasjon i 1962, og støttes i dag av 16 medlemsland (Østerrike, Belgia, Tsjekkia, Danmark, Frankrike, Finland, Tyskland, Irland, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Sverige, Sveits og Storbritannia), sammen med vertsstaten Chile og med Australia som strategisk partner. ESOs hovedkvarter og dets besøkssenter og planetarium, ESO Supernova, ligger nær München i Tyskland, mens den chilenske Atacama-ørkenen, et fantastisk sted med unike forhold for å observere himmelen, er vert for teleskopene våre. ESO driver tre observasjonssteder: La Silla, Paranal og Chajnantor. Hos Paranal driver ESO Very Large Telescope og Very Large Telescope Interferometer, samt to kartleggingsteleskoper: VISTA som observerer i infrarødt lys og VLT Survey Telescope for synlig lys. På Paranal vil ESO også være vertskap for og drifte Cherenkov Telescope Array South, verdens største og mest følsomme gammastrålingsobservatorium. Sammen med internasjonale partnere driver ESO APEX og ALMA på Chajnantor, to anlegg som observerer himmelen i millimeter- og submillimeterområdet. På Cerro Armazones, nær Paranal, bygger vi «verdens største øye mot himmelen» – ESOs Extremely Large Telescope. Fra våre kontorer i Santiago i Chile støtter vi våre operasjoner i landet og samarbeider med chilenske partnere og det chilenske samfunnet.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter & norsk pressekontakt)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Sara Saracino
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University
Liverpool, United Kingdom
E-post: S.Saracino@ljmu.ac.uk

Sebastian Kamann
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University
Liverpool, United Kingdom
E-post: S.Kamann@ljmu.ac.uk

Stefan Dreizler
Institute for Astrophysics, University of Göttingen
Göttingen, Germany
E-post: dreizler@astro.physik.uni-goettingen.de

Mark Gieles
ICREA, Barcelona, Spain and Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona
Barcelona, Spain
E-post: mgieles@icc.ub.edu

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6670
Mob.: +49 151 241 664 00
E-post: press@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso2116 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso2116nb
Navn:NGC 1850
Type:Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Black Hole
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE

Bilder

Illustrasjon av det svarte hullet i NGC 1850 som forvrenger medstjernen
Illustrasjon av det svarte hullet i NGC 1850 som forvrenger medstjernen
NGC 1850 sett med Very Large Telescope og Hubble-romteleskopet
NGC 1850 sett med Very Large Telescope og Hubble-romteleskopet
Plasseringen av NGC 1850-hopen i stjernebildet Gullfisken
Plasseringen av NGC 1850-hopen i stjernebildet Gullfisken
Den store magellanske sky avslørt av VISTA
Den store magellanske sky avslørt av VISTA

Videoer

ESOcast Light 245: Svart hull oppdaget i nabogalakse
ESOcast Light 245: Svart hull oppdaget i nabogalakse
En reise til NGC 1850
En reise til NGC 1850
Hvordan finne et svart hull med MUSE
Hvordan finne et svart hull med MUSE
Animasjon av det svarte hullet i NGC 1850 som forvrenger medstjernen sin
Animasjon av det svarte hullet i NGC 1850 som forvrenger medstjernen sin