Hvis det at overveje den enorme størrelse af astronomiske genstande får dig til at føle dig ret tålmodig og ubetydelig, så vil denne nye opdagelse få dig til at føle dig positivt uendelig.
Det er næsten umuligt at forestille sig et så stort objekt: et supermassivt sort hul, der er 40 milliarder gange mere massivt end vores sol. Men der er det, der sidder i midten af en supergigantisk elliptisk galakse kaldet Holmberg 15A. Holmberg 15A er omkring 700 millioner lysår væk, midt i Abell 85-galakse-klyngen.
Denne behemoth har været i astronomers tværhår før. Tidligere blev dens masse estimeret til 310 milliarder gange solens masse, en næsten ufattelig størrelse. Men dette skøn var baseret på indirekte målinger. I denne nye undersøgelse spurgte astronomer bevægelsen af stjerner omkring det sorte hul og kom med 40 milliarder gange solens masse.
Da denne nye måling er baseret på direkte observation, er den mere nøjagtig.
Undersøgelsen, der skitserer denne nye måling, er blevet forelagt The Astrophysical Journal, men er endnu ikke blevet peer review. Det er titlen "Et 40-milliard solmasse sort hul i den ekstreme kerne af Holm 15A, den centrale galakse i Abell 85."
Papiret er baseret på kun to nætter med observationer med instrumentet Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) på ESOs Very Large Telescope (VLT) ved Paranal Observatory i det nordlige Chile. Ved hjælp af modeller og observationer observerede teamet af astronomer bag dette arbejde stjernernes kinematik af stjernerne, der kredser om hullet. De siger, at dette sorte hul er en rekordbryder. "... SMBH i midten af Holm 15A er det mest massive dynamisk bestemte sorte hul indtil videre."
Bare for at være klar er dette ikke den mest massive SMBH, der nogensinde er fundet. I det mindste hører denne titel til Ultra Massive Black Hole (UMBH) i centrum af TON 618, en ekstremt lysende kvasar over 10 milliarder lysår væk. Denne behemoth er 66 milliarder gange mere massiv end Solen. Men at UMBH blev målt indirekte, så dens massemåling kan muligvis revideres.
Det er udfordrende at forestille sig noget, der er 40 milliarder gange mere massivt end Solen. For at sætte det i perspektiv, kan du forestille dig denne SMBH beliggende i centrum af vores solsystem, hvor solen er. Hvis det var der, ville det udvide til Pluto og langt videre.
Pluto er omkring 40 astronomiske enheder (AU) væk fra solen. Og Kuiper Belt strækker sig til ca. 50 AU. Heliopausen er omkring 123 AU væk fra Solen. Men denne SMBH ville udvide hele vejen til omkring 790 AU. Det er tæt på begyndelsen af Oort Cloud, der begynder et sted omkring 1000 AU.
Det er ikke kun SMBHs størrelse, der er bemærkelsesværdig. Ifølge andre metoder til måling af den er den endnu større end forventet. ”SMBH af Holm 15A er ikke kun den mest massive til dato, den er også fire til ni gange større end forventet i betragtning af galakens udbuende stjernemasse og galakens spredning af stjernernes hastighed,” sagde forfatterne i deres papir.
Men hvordan blev denne SMBH så stor?
Det blev sandsynligvis dannet, da to Early Type Galaxies (ETG) fusionerede. I dette tilfælde ville begge ETG'er have haft udtømmede kerner, hvilket betyder, at der ikke er mange stjerner der. Denne type fusion er sandsynligvis sjælden ifølge forfatterne og forklarer, hvorfor dette udyr er så bemærkelsesværdigt.
Det er også muligt, at Holm 15As SMBH er resultatet af en fusion mellem mere end to ETG'er. "... hvis Holm 15A oplevede en tidligt hurtig acceleration i fortiden, kunne det godt være, at ikke kun et binært sort hul var involveret, men muligvis et mere kompliceret scenarie med flere sorte huller."
Holdet med astronomer har til hensigt at fortsætte deres arbejde. De tror, at deres detaljerede analyse kan afsløre mere information om fusionens historie af massive galakser og de sorte huller i deres centre.
”I øjeblikket er Holm 15A kun den første massive ETG med en næsten eksponentiel kerne, der er dynamisk undersøgt i detaljer. Dynamiske modeller og fotometriske nedbrydninger af andre, lignende galakser kunne hjælpe med at kaste mere lys over spørgsmålene i relation til deres dannelse og udvikling. ”
Det er muligt, at vi fortsat finder større og større sorte huller, og at vi bliver nødt til at fortsætte med at opfinde nye navne på størrelseskategorierne. Vi har haft sorte huller, derefter supermassive sorte huller og nu ultra massive sorte huller.
Nogle astrofysikere siger, at der sandsynligvis er en grænse for, hvor stort et sort hul kan blive, før dens disk med gas kollapser, og det holder op med at vokse. Denne grænse er på omkring 50 milliarder solmasser. Men hvis to sorte huller smelter sammen, der allerede har nået denne grænse, er en UMBH, der er op til 100 milliarder solmasser, muligvis.
Det er næsten ufatteligt. Og hvis tre sorte huller kunne smelte sammen, hvad betyder det for massegrænser for sort hul?
Under alle omstændigheder er der masser af arbejde, der skal gøres, før vi virkelig forstår, hvor disse behemoths kommer fra, og hvor massive de kan få. LIGO-observatoriet har opdaget 10 fusioner af sort hulpar fra og med 2018, og de siger, at de til sidst kan opdage en pr. Uge. Så der er ingen mangel på muligheder for at studere dem.
Mere:
- Forskningsartikel: EN 40-BILLION SOLAR MASS SVART HUL I DEN EKSTERNE KERNE I HOLM 15A, CENTRAL GALAXY OF ABELL 85
- Ny videnskabsmand: Sorte huller har en størrelsesgrænse på 50 milliarder sol
- Space Magazine: Som forventet finder den nyopgraderede LIGO en fusion i sort hul hver uge
- Space Magazine: Astronomer ser bevis på, at supermassive sorte huller dannes direkte i det tidlige univers
- Space Magazine-video: Supermassive sorte huller eller deres galakser? Hvilken kom først?
