En helt ny klasse af sorte huller lurer muligvis i universet, og disse kan være langt tyndere end hvad forskere har fundet før, ifølge nye fund.
Sorte huller er massive himmelske genstande, der gobler alt, hvad der kommer for tæt; ikke engang lys kan undslippe et sort huls intense tyngdekraft. Søgningen efter sorte huller, små og store - såsom de supermassive, der sidder i midten af de fleste galakser, inklusive vores egne - hjælper forskere med at styre sammen, hvordan universet fungerer og skaber en fortælling for stjernenes liv og død.
Det skyldes, at sorte huller er ligene på, hvad der tidligere var massive stjerner, der gennemgik en eksplosiv død og i sidste ende kollapsede ind på sig selv. Den eksplosive død og efterfølgende kollaps af stjerner kan danne to forskellige genstande. Hvis den oprindelige stjerne er massiv nok, vil denne eksplosion give et sort hul, men hvis det ikke er, vil liget i stedet danne en lille, tæt genstand kendt som en neutronstjerne.
Astronomer søger typisk efter disse sorte huller i vores egen galakse ved at måle røntgenstråler, der udsendes, når sorte huller sifoner materiale fra nærliggende stjerner. I fjerne galakser ser forskere på den anden side efter gravitationsbølger produceret ved sammenfletning af to sorte huller eller fra en kollision af neutronstjerner.
Men en gruppe forskere spekulerede på, om der måske er relativt sorte huller med lav masse, der ikke udsender de kendte røntgensignaler fra andre sorte huller. Sådanne hypotetiske sorte huller ville sandsynligvis findes i et binært system med en anden stjerne, skønt de ville bane langt nok væk fra denne stjerne til, at de ikke ville spise meget fra deres stjernekammerat; som sådan, antog forskerne, ville disse små sorte huller ikke give afkaldbare røntgenstråler, og de ville forblive usynlige for astronomer, sagde Todd Thompson, professor i astronomi ved Ohio State University og hovedforfatter af undersøgelsen om nye fund.
"Vi er temmelig sikre på, at der skal være mange, mange af disse sorte huller i binære systemer med stjerner derude i galakserne, bare at vi ikke har fundet dem, fordi de er svære at finde," fortalte Thompson til Live Science. Men "det er altid interessant at prøve at finde ting, der ikke kan ses."
Thompson og hans kolleger kiggede efter beviser på disse sorte huller i de foreslåede objekter 'stjernekammerater. Forskerne kæmmet gennem data fra Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), der havde information om lysspektret - de forskellige bølgelængder af energi produceret af et objekt - fra over 100.000 stjerner i vores galakse.
Oplysningerne fra denne undersøgelse afslørede skiftende spektre eller bølgelængder af lys fra hver af disse stjerner. Hvis forskerne bemærkede ændringer i disse spektre - et skift mod blåere bølgelængder eller et skift til rødere bølgelængder, for eksempel - kunne det betyde, at en bestemt stjerne kredsede om en usynlig ledsager. Efter at have foretaget denne analyse så forskerne på lysstyrkeændringerne i en undergruppe af stjerner, der kunne kredses rundt om sorte huller ved hjælp af data fra en anden undersøgelse kaldet All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN). De søgte efter stjernerne, der blev lysere og dæmpede, mens de også var rødskiftende og blåskiftede.
Sådan opdagede forskerne en massiv mørk genstand, der låst inde i en tyngdekraftsfamilie med en hurtigt roterende gigantisk stjerne omkring 10.000 lysår væk langt fra vores galakse, nær stjernebilledet Auriga. Forskerne anslog massen af dette objekt til at være ca. 3,3 gange vores sol, for massiv til at være en neutronstjerne og ikke massiv nok sammenlignet med noget kendt sort hul.
Den mest massive neutronstjerne, som videnskabsmændene kender, er 2,1 gange massen af vores sol, mens det mindst massive sorte hul, der kendes, er omkring fem til seks gange vores solmasse, sagde Thompson. Imidlertid er den nyfundne objekts nedre massegrænse - den laveste masse dette objekt kunne være - 2,6 gange massen af vores sol, hvilket er, hvad astronomer mener er den øvre grænse for, hvordan massive neutronstjerner teoretisk kan få. Noget mere massivt end det, og neutronstjernen ville kollapse i et sort hul.
Så dette mørke, mystiske objekt "kunne være den mest massive neutronstjerne nogensinde set" lige ved grænsen, hvorefter den ikke kan eksistere, sagde Thompson. "Jeg ville faktisk være endnu mere ophidset, hvis det var sandt." Men mere end sandsynligt er det det hypotetiserede, men aldrig før opdagede, relativt sorte hul med lav masse, tilføjede han.
Dejan Stojkovic, en kosmolog og professor i fysik ved universitetet på Buffalo College of Arts and Sciences, som ikke var involveret i forskningen, var enig. "Dette er sandsynligvis et sort hul," fordi det er for massivt til at være en neutronstjerne, medmindre det er en slags usædvanlig stjerne, sagde Stojkovic til Live Science. "Findingen lyder meget fornuftig," men ikke uventet, da astronomer ved, at der findes sorte huller med lavere masse.
Thompson sagde, at han ser frem til fremtidige opdagelser, såsom information om hældningen af stjernens bane omkring det mørke objekt, som Det Europæiske Rumfartss Gaia-rumfartøj muligvis samler i en kommende mission. Dette kunne hjælpe forskere med at måle massen af det mørke objekt mere præcist.
Resultaterne blev offentliggjort i går (31. oktober) i tidsskriftet Science.
