Hvis det å tenke på den enorme størrelsen på astronomiske gjenstander får deg til å føle deg ganske tung og ubetydelig, vil denne nye oppdagelsen få deg til å føle deg positiv uendelig.
Det er nesten umulig å forestille seg et objekt så stort: et supermassivt svart hull som er 40 milliarder ganger mer massivt enn vår sol. Men der er det, og sitter i sentrum av en supergigantisk elliptisk galakse kalt Holmberg 15A. Holmberg 15A ligger omtrent 700 millioner lysår unna, i sentrum av galaksen Abell 85.
Denne behemoth har vært i astronomenes tverrhår før. Tidligere ble massen estimert til 310 milliarder ganger solens masse, en nesten utenkelig størrelse. Men det estimatet var basert på indirekte målinger. I denne nye studien sporet astronomer bevegelsen av stjerner rundt det sorte hullet og kom opp med 40 milliarder ganger solens masse.
Siden denne nye målingen er basert på direkte observasjon, er den mer nøyaktig.
Studien som beskriver denne nye målingen er sendt til The Astrophysical Journal, men har ikke vært fagfellevurdert ennå. Det er tittelen "Et 40-milliard solmasse svart hull i den ekstreme kjernen av Holm 15A, den sentrale galaksen i Abell 85."
Oppgaven er basert på bare to netter med observasjoner med instrumentet Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) på ESOs Very Large Telescope (VLT) ved Paranal Observatory i Nord-Chile. Ved hjelp av modeller og observasjoner observerte teamet av astronomer bak dette arbeidet stjernekinematikken til stjernene som kretser rundt hullet. De sier at dette sorte hullet er en rekordbryter. "... SMBH i sentrum av Holm 15A er det mest massive dynamisk bestemte sorte hullet så langt."
Bare for å være tydelig, er dette ikke den mest massive SMBH som noen gang er funnet. For øyeblikket tilhører denne tittelen Ultra Massive Black Hole (UMBH) i sentrum av TON 618, en ekstremt lysende kvasar som er over 10 milliarder lysår unna. Den behemoth er 66 milliarder ganger mer massiv enn Sola. Men at UMBH ble målt indirekte, så dens massemåling kan bli revidert.
Det er utfordrende å forestille seg noe som er 40 milliarder ganger mer massivt enn Sola. For å sette det i perspektiv, kan du tenke deg denne SMBH som ligger i sentrum av solsystemet vårt, der solen er. Hvis den var der, ville den utvidet seg til Pluto, og langt utover.
Pluto er omtrent 40 astronomiske enheter (AU) borte fra solen. Og Kuiper Belt strekker seg til omtrent 50 AU. Heliopausen er omtrent 123 AU unna solen. Men denne SMBH ville strekke seg helt ut til ca 790 AU. Det nærmer seg begynnelsen av Oort Cloud, som begynner et sted rundt 1000 AU.
Det er ikke bare SMBHs størrelse som er bemerkelsesverdig. Ifølge andre metoder for å måle den, er den enda større enn forventet. "SMBH av Holm 15A er ikke bare den mest enorme hittil, den er også fire til ni ganger større enn forventet gitt galakas utbuende stjernemasse og galaksens spredning av stjernens hastighet," sa forfatterne i papiret.
Men hvordan ble denne SMBH så stor?
Det ble sannsynligvis dannet da to Early Type Galaxies (ETG) fusjonerte. I dette tilfellet ville begge ETG-ene hatt uttømte kjerner, noe som betyr at det ikke er mange stjerner der. Denne typen sammenslåing er sannsynligvis sjelden, ifølge forfatterne, og forklarer hvorfor dette dyret er så bemerkelsesverdig.
Det er også mulig at Holm 15As SMBH er resultatet av en fusjon mellom mer enn to ETG-er. "... hvis Holm 15A opplevde noen tidlig akselerert evolusjon i fortiden, kan det godt være at ikke bare et binært svart hull var involvert, men muligens et mer komplisert scenario med flere sorte hull."
Teamet av astronomer har til hensikt å fortsette arbeidet. De tror at deres detaljerte analyse kan avsløre mer informasjon om fusjonshistorien til massive galakser, og de sorte hullene i deres sentre.
“For øyeblikket er Holm 15A bare den første massive ETG med en nesten eksponentiell kjerne som er dynamisk undersøkt i detalj. Dynamiske modeller og fotometriske nedbrytninger av andre, lignende galakser kan bidra til å kaste mer lys over spørsmålene knyttet til deres dannelse og evolusjon. "
Det er mulig at vi fortsetter å finne større og større sorte hull, og at vi må fortsette å finne opp nye navn på størrelseskategoriene. Vi har hatt sorte hull, så supermassive sorte hull og nå ultramassive sorte hull.
Noen astrofysikere sier at det sannsynligvis er en grense for hvor stort et svart hull kan bli før disken av gass kollapser og den slutter å vokse. Denne grensen er på omtrent 50 milliarder solmasser. Men hvis to sorte hull fusjonerer som allerede har nådd den grensen, kan en UMBH som er opptil 100 milliarder solmasser være mulig.
Det er nesten utenkelig. Og hvis tre sorte hull kunne slå seg sammen, hva betyr det for massegrenser for svart hull?
Uansett er det mye arbeid som må gjøres før vi virkelig forstår hvor disse behemothene kommer fra og hvor massive de kan få. LIGO-observatoriet har oppdaget 10 sammenslåinger av sorte hullpar fra og med 2018, og de sier at de etter hvert kan oppdage en per uke. Så det er ingen mangel på muligheter til å studere dem.
Mer:
- Forskningsartikkel: ET 40-BILJONS SOLT MASSE SVART hull i det ekstreme kjernen i HOLM 15A, den sentrale galaksien i ABELL 85
- Ny forsker: Sorte hull har en størrelsesgrense på 50 milliarder soler
- Space Magazine: Som forventet, finner den nyoppgraderte LIGO en fusjon av svart hull hver uke
- Space Magazine: Astronomers See Evidence of Supermassive Black Holes Forming Direct in the Early Universe
- Space Magazine Video: Supermassive Black Holes or Galaxies deres? Hvilken kom først?
