I årevis har astronom Karl Gebhardt og doktorgradsstudent Jeremy Murphy ved University of Texas i Austin jaktet på sorte hull - den tette konsentrasjonen av materie i sentrum av galakser. De fant et svart hull som veide 6,7 milliarder ganger massen til vår sol i sentrum av galaksen M87.
Men nå knuste de sin egen plate. Ved å kombinere nye data fra flere observasjoner har de ikke funnet ett, men to supermassive sorte hull som hver veier så mye som 10 milliarder soler.
"De blir bare større," sa Gebhardt.
Sorte hull er laget av ekstremt tettpakket materie. De produserer et så sterkt gravitasjonsfelt at selv lys ikke kan slippe unna. Fordi de ikke kan sees direkte, finner astronomer sorte hull ved å plotte stjerners bane rundt disse gigantiske usynlige massene. Formen og størrelsen på disse stjerners bane kan bestemme massen på det sorte hullet.
Eksploderende stjerner kalt supernovaer etterlater seg ofte sorte hull, men disse veier bare like mye som enkeltstjernen. Sorte hull milliarder ganger massen av sola vår har vokst til å bli så stor. Et vanlig svart hull fortærte sannsynligvis et annet, fanget et stort antall stjerner og den enorme mengden gass som de inneholder, eller er et resultat av to galakser som kolliderte. Jo større kollisjonen er, desto mer massiv er det sorte hullet.
De supermassive sorte hullene Gebhardt og Murphy har funnet er i sentrum av to galakser mer enn 300 millioner lysår fra Jorden. Én som veier 9,7 milliarder solmasser er lokalisert i den elliptiske galaksen NGC 3842, den lyseste galaksen i Leo-klyngen av galakser 320 millioner lysår unna i retning stjernebildet Leo. Den andre er like stor eller større og sitter i den elliptiske galaksen NGC 4889, den lyseste galaksen i Coma-klyngen omtrent 336 millioner lysår fra Jorden i retning av stjernebildet Coma Berenices.
Hvert av disse svarte hullene har en hendelseshorisont - poenget med ingen retur der ingenting, ikke engang lys kan unnslippe tyngdekraften deres - 200 ganger større enn Jordens bane (eller fem ganger Plutos bane). Det er en overveldende 29.929.600.000 kilometer eller 18.597.391.235 miles. Utover hendelseshorisonten har hver en gravitasjonspåvirkning som strekker seg over 4000 lysår i alle retninger.
Til sammenligning har det sorte hullet i sentrum av Melkeveien Galaxy en hendelseshorisont, bare en femtedel av Merkurets bane - omtrent 11 600 000 kilometer eller 7 207 905 miles. Disse supermassive sorte hullene er 2500 ganger mer massive enn våre egne.
Gebhardt og Murphy fant de supermassive sorte hullene ved å kombinere data fra flere kilder. Observasjoner fra Gemini- og Keck-teleskopene avslørte de minste, innerste delene av disse galaksene, mens data fra George og Cynthia Mitchell Spectrograph om det 2,7 meter høye Harlan J. Smith-teleskopet avslørte deres største, ytterste regioner.
Det var en utfordring å sette alt sammen for å utlede massen av sorte hull. "Vi trengte datasimuleringer som kan imøtekomme så store skalaendringer," sa Gebhardt. "Dette kan bare gjøres på en superdatamaskin."
Men utbetalingen ender ikke med å finne dette enorme galaktiske senteret. Funnet har mye viktigere implikasjoner. Gebhardt sa det "forteller oss noe grunnleggende om hvordan galakser dannes."
Disse svarte hullene kan være de mørke restene av tidligere lyse galakser kalt kvasarer. Det tidlige universet var fullt av kvasarer, noen mente å ha blitt drevet av sorte hull 10 milliarder solmasser eller mer. Astronomer har lurt på hvor disse supermassive galaktiske sentrene siden har forsvunnet til.
Gebhardt og Murphy kan ha funnet et nøkkelverk for å løse mysteriet. Deres to supermassive sorte hull kan kaste lys over hvordan sorte hull og galakene deres har samhandlet siden det tidlige universet. De kan være en manglende kobling mellom gamle kvasarer og moderne supermassive sorte hull.
Kilde: McDonald Observatory Pressemelding.
