Hubble går på jakt efter svårfångade medelstora svarta hål

Det är något konstigt med de svarta hålen som upptäckts hittills. Vi har hittat massor av mindre svarta hål, med massor som är mindre än 100 gånger solens, och massor av enorma svarta hål, med massor av miljoner eller till och med miljarder gånger solens. Men vi har knappt hittat några svarta hål i det mellanliggande massintervallet, förmodligen inte tillräckligt för att bekräfta att de ens existerar, och det är inte riktigt klart varför.

Nu använder astronomer rymdteleskopet Hubble för att leta efter dessa saknade svarta hål. Hubble har tidigare hittat några bevis av svarta hål i detta mellanområde, och nu används det för att söka efter exempel inom några tusen ljusår från jorden.

En Hubble Space Telescope-bild av den klotformade stjärnhopen, Messier 4. Klustret är en tät samling av flera hundra tusen stjärnor. Astronomer misstänker att ett svart hål med medelstor massa, som väger så mycket som 800 gånger vår sols massa, lurar osynligt i sin kärna.
En bild av rymdteleskopet Hubble av den klotformade stjärnhopen Messier 4. Klustret är en tät samling av flera hundra tusen stjärnor. Astronomer misstänker att ett svart hål med medelstor massa, med så mycket som 800 gånger vår sols massa, lurar, osedda, i sin kärna.ESA/Hubble & NASA

Det är svårt att upptäcka dessa mellanliggande svarta hål eftersom effekten de har på stjärnor runt dem är mer blygsam än den för de enorma supermassiva svarta hålen som astronomer vanligtvis observerar. Hubble har observerat mål som Messier 4, ett klotformigt kluster som tros hålla ett svart hål med en massa runt 800 gånger solens. Det svarta hålet kan inte observeras direkt, men dess närvaro kan slutas genom att titta på dess subtila effekter på närliggande stjärnor.

Relaterad

  • James Webb ser det mest avlägsna aktiva supermassiva svarta hålet som någonsin upptäckts
  • Universum har ett kosmiskt "brum" orsakat av sammanslagna svarta hål
  • Hubble-forskare skapar verktyg för att radera satellitspåren från bilder

Forskarna använde också data från Gaia, ett projekt för att skapa en 3D-karta över stjärnor i Vintergatan, som hjälpte till att ge information om formen på klothopen. Även med dessa två kraftfulla teleskop är det fortfarande svårt för forskare att veta oavsett om de tittar på ett svart hål eller ett gäng mindre täta föremål som neutronstjärnor eller vita dvärgar.

Rekommenderade videor

"Med de senaste Gaia- och Hubble-data var det inte möjligt att skilja mellan en mörk population av stjärnrester och en enda större punktliknande källa”, förklarade huvudförfattaren till forskningen, Eduardo Vitral från Space Telescope Science Institute, i en påstående. "Så en av de möjliga teorierna är att snarare än att vara många separata små mörka föremål, kan denna mörka massa vara ett medelstort svart hål."

Om det fanns ett gäng föremål tätt intill varandra skulle de behöva klämmas ihop i en instabil formation. Den mer troliga förklaringen är att det finns ett enda svart hål med en mellanmassa.

"Vi har gott förtroende för att vi har en mycket liten region med mycket koncentrerad massa," sa Vitral. "Den är ungefär tre gånger mindre än den tätaste mörka massan som vi tidigare hade hittat i andra klotformiga hopar. Regionen är mer kompakt än vad vi kan återskapa med numeriska simuleringar när vi tar in redogöra för en samling svarta hål, neutronstjärnor och vita dvärgar separerade vid klustrets Centrum. De kan inte bilda en så kompakt massakoncentration."

Det betyder att forskarna inte kan vara helt säkra på att de har hittat ett av de svårfångade mellanliggande svarta hålen, men det är en säker möjlighet. Och det betyder att det kommer mer spännande forskning. "Vetenskap handlar sällan om att upptäcka något nytt i ett enda ögonblick", säger Gaia-missionsforskaren Timo Prusti. "Det handlar om att bli säkrare på en slutsats steg för steg, och det här kan vara ett steg mot att vara säker på att det finns svarta hål med mellanmassa."

Forskningen publiceras i tidskriften Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society.

Redaktörens rekommendationer

  • En galax, två vyer: se en jämförelse av bilder från Hubble och Webb
  • SpaceCamp, den fantastiska filmen från 1986, har fastnat i ett strömmande svart hål
  • Veckans Hubble-bild visar en ovanlig manetgalax
  • Hubble observerar konstiga stjärnsystem med tre off-kilter, planetbildande skivor
  • Se den skrämmande omfattningen av ett supermassivt svart hål i NASAs visualisering

Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.