Dette sorte hullet er for stort

<p>Slik ser en kunstner for seg at Cygnus X-1-systemet ser ut. Til venstre er det en stjerne, mens til høyre er det et sort hull med en glødende skive rundt seg. Den skiven fores av masse fra stjernen, og skiven sender blant annet ut røntgenstråling som kan observeres. (Bilde: International Centre for Radio Astronomy Research)</p>
Slik ser en kunstner for seg at Cygnus X-1-systemet ser ut. Til venstre er det en stjerne, mens til høyre er det et sort hull med en glødende skive rundt seg. Den skiven fores av masse fra stjernen, og skiven sender blant annet ut røntgenstråling som kan observeres. (Bilde: International Centre for Radio Astronomy Research)

Det sorte hullet passer ikke med de teoretiske modellene for hvor stort det bør være, ifølge en ny studie.

Dette kalles Cygnus X-1, og inneholder et av de mest studerte sorte hullene astronomene har undersøkt.

Det er en såkalt røntgenbinær - X-ray-binary - som betyr at det består av to svært massive objekter som går i bane rundt hverandre. Cygnus X-1 ligger i vår galakse Melkeveien, rundt 6100 lysår unna oss. Det ene er sannsynligvis et sort hull, og det andre er en stjerne.

Det sorte hullet plukker opp materie fra stjernen, noe som danner en glødende skive rundt det sorte hullet. Denne skiven sender ut kraftig røntgenstråling, som kan observeres.

Et sort hull er et område av verdensrommet med så mye masse samlet på et sted at de vanlige reglene bryter sammen. En liten sfære på noen få hundre kilometer kan være mange ganger mer massiv enn vår egen sol, og praktisk talt ingenting unnslipper det sorte hullet, selv ikke lys eller annen elektromagnetisk stråling.

Cygnus og Stephen Hawking

Du kan lese mer om sorte hull og Stephen Hawking, en av forskerne som jobbet mye med feltet, på forskning.no. Hawking var også involvert i en veddemål om Cygnus X-1, hvor han tippet på at systemet ikke inneholdt et sort hull. Veddemålet ble gjort med fysiker Kip Thorne på 1970-tallet, ifølge Hawkings bok A brief history of time.

Siden det sorte hullet ikke sender ut lys av noe slag, er det heller ikke mulig å observere det direkte. Men siden Cygnus X-1 sender ut røntgenstråler, kan forskere studere effekter av det sorte hullet.

Dette gjelder også det første bildet av et sort hull, som egentlig er et bilde av området rundt fenomenet. Dette er også et supermassivt sort hull, som er en helt annen type enn for eksempel Cygnus X-1.

Nå har en forskergruppe fra blant annet Australia gjort en ny undersøkelse av Cygnus X-1. Og de finner ut at det sorte hullet sannsynligvis er ganske mye større enn tidligere antatt, ifølge en forskningsartikkel i tidsskriftet Science.

En del av VLBA-teleskopet, som består av mange antenner som er fordelt på tvers av USA. Denne antennen er på US Virgin Islands. (Bilde: Cumulus Clouds/CC BY 2.5)
En del av VLBA-teleskopet, som består av mange antenner som er fordelt på tvers av USA. Denne antennen er på US Virgin Islands. (Bilde: Cumulus Clouds/CC BY 2.5)

For stort?

Forskerne har brukt radioteleskopene kalt VLBA til å observere Cygnus X-1, og de kommer fram til at det sorte hullet er rundt 21 ganger massen til vår egen sol. De tidligere anslagene er på rundt 15 solmasser.

Dette gjør det sorte hullet i Cygnus X-1 til det mest massive forskerne vet om blant kjente røntgenbinærer.

Det sorte hullet er restene av en svært massiv stjerne som kollapset mot slutten av sitt liv, men hvor massiv denne stjernen var er nå uklart, hvis dette sorte hullet viser seg å være såpass massivt.

Forskerne peker også på at dette ikke samsvarer med teoretiske modeller som sier hvordan disse digre stjernene utvikler seg i løpet av livet, og hvor mye masse de mister til solvinder i tiden før stjernen eksploderer i en supernova.

Flere observasjoner vil sannsynligvis vil gi mer presise svar på hvor massivt dette sorte hullet er. Selv om dette sorte hullet er stort, er det langt unna de supermassive sorte hullene.

Disse finnes gjerne i midten av galakser, inkludert vår egen galakse. De kan være milliarder ganger massen til vår egen sol, og blir kanskje til ved at flere sorte hull smelter sammen over lang tid og tar til seg masse.

Referanse:

Miller-Jones mfl: Cygnus X-1 contains a 21-solar mass black hole - implications for massive star winds. Science, 2021. DOI: 10.1126/science.abb3363 . Sammendrag

Denne saken ble først publisert på Forskning.no.

Personvernpolicy