På jakt etter svarte hull i ut-av-veien-galakser

Sorte hull er rare dyr i den kosmiske dyrehagen. De kommer i to "typer": stellar og super. Det er nå kjent at de fleste galakser har mange sorte hull i stjernemassen spredt overalt. De er vanligvis skapt av dødsfall av stjerner i supernovaeksplosjoner. De finnes noen ganger i binære systemer, der et svart hull og en hvit dverg eller en annen type stjerne holder en orbital-dans med hverandre.

De største sorte hullene, supermassivene, er gjemt i galaksenes hjerter og inneholder massen av millioner eller milliarder av stjerner. De bruker minst en del av tiden sin på å tøffe ned materiale i sine nærmeste nabolag. De fleste av de supermassive sorte hullene astronomene vet om, er gjemt bort i galakser som selv er bundet sammen i klynger. Den største som hittil er funnet, har massen på 21 milliarder soler og holder domstol i kjernen av en galakse i Coma Cluster. Coma er en enorm konglomerasjon som ligger 336 millioner lysår unna

Det var ikke den eneste store der ute. Astronomer fant også et svart hull på 17 milliarder solsmasse som ble jaget ned i kjernen av en galakse kalt NGC 1600, som i seg selv befinner seg i et kosmisk bakvann der bare rundt 20 galakser eksisterer. Siden de fleste av de virkelig store sorte hullene bor i "storbyene" (det vil si i godt befolket galakse-klynger) finner dette en ute i galaktiske pinner forteller astronomer at noe rart måtte ha skjedd for å skape det i strømmen galakse.

Så, hvordan blir et monsterhull staset bort i en småby galakse klynge? En mulig forklaring er at det smeltet sammen med et annet svart hull på et tidspunkt i den fjerne fortiden. Tidlig i universets historie, galakseinteraksjoner var mye vanligere, og bygde stadig større fra mindre.

Når to galakser smelter sammen, blandes ikke bare stjernene og gass og støv, men deres sentrale sorte hull (hvis de har dem, og de fleste galakser gjør det) vandrer til kjernen i den nyopprettede, mer massive galakse. Der går de i bane rundt hverandre og blir til det som kalles et "binært svart hull". Eventuelle stjerner eller skyer av gass og støv er i dobbel fare fra gravitasjonstrekket fra disse svarte hullene. Imidlertid kan dette materialet faktisk stjele momentum fra de sorte hullene (forutsatt at det ikke faller rett i dem). Når det skjer, slipper stjernene, og etterlater de svarte hullene med mindre fart. De begynner å bevege seg nærmere hverandre, og etter hvert smelter de sammen for å skape et behemoth svart hull. Den fortsetter å vokse ved å sopre opp gass som er traktet til kjernen under kollisjonen.

Så, hvordan ble NGC 1600s sorte hull så massiv? Den mest sannsynlige forklaringen er at den var ekstremt sulten på et tidspunkt i det tidlige liv, noe som førte til at den suget inn masse bensin og annet materiale.

Den enorme appetitten kan forklare også hvorfor vertsgalaksen er i en så liten klynge, sammenlignet med andre supermassive sorte hull i galakser i hjertene til mye større klynger. NGC 1600 er den største, mest massive galaksen i sin gruppe. Det er også tre ganger lysere enn noen av de andre galaksene i nærheten. Den enorme forskjellen i lysstyrke er ikke noe astronomer har sett i andre grupper.

Det meste av galaksens gass ble forbrukt for lenge siden da det sorte hullet brente som en strålende kvasar fra materiale som strømmet inn i det som ble oppvarmet til glødende plasma. I moderne tid er NGC 1600s sentrale sorte hull relativt stille. Faktisk kalte astronomer det en "sovende gigant". Det forklarer hvorfor det ikke hadde blitt oppdaget i tidligere studier av galaksen. astronomer snublet over dette enorme monsteret da de målte hastighetene til stjernene i nærheten. Det intense gravitasjonsfeltet i det sorte hullet påvirker bevegelsene og hastighetene til stjerner. Når astronomer kunne måle disse hastighetene, kunne de deretter bestemme det sorte hullets masse.

Astronomer brukte spesielle instrumenter på Gemini Observatory på Hawai'i å studere lyset som kommer fra stjernene nær det sorte hullet i NGC 1600. Noen av stjernene sirkler rundt det sorte hullet, og den bevegelsen dukker opp i stjernelys fingeravtrykk (kalt dets spekter). Andre stjerner hadde bevegelser som ser ut til å antyde at de en gang hadde våget seg litt for nær det svarte hullet og ble gravitasjonsmessig kastet bort i en mer eller mindre rett linje fra galakse-kjernen. Dette er fornuftig siden Hubble romteleskop data viste også at kjernen var veldig svak. Du kan forvente at hvis det svarte hullet kastet stjerner fra seg selv. Det er mulig at NGC 1600s kjerne har kastet ut nok stjerner til å lage 40 milliarder soler. Det forteller astronomer at det er et ganske kraftig og massivt svart hull gjemt bort i hjertet av denne galaksen, som ligger rundt 209 millioner lysår fra Jorden.

• Svarte hull finnes gjennom mange galakser. Kjernene i spiraler og elliptiske inneholder vanligvis supermassive sorte hull.
• Den elliptiske galaksen NGC 1600 har et ganske massivt svart hull i hjertet.
• Astronomer jobber for å forstå hvorfor denne galaksen har et så massivt svart hull.

• “En visning av den gigantiske elliptiske Galaxy NGC 1600.” HubbleSite - Teleskopet - Hubble Essentials - Om Edwin Hubble, hubblesite.org/image/3723/news.
• Dunbar, Brian. “Hva er et svart hull?” NASA, NASA, 21. mai 2015, www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/stories/nasa-knows/what-is-a-black-hole-k4.html.
• NASA, NASA, science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/black-holes.