Fritflyvende sort hul opdaget i vores galakse for første gang

Efter seks års arbejde med nøjagtige observationer, har NASAs Hubble Space Telescope leveret afgørende bevis for opdagelsen af det første, enlige sorte hul, som farer som en projektil gennem det interstellare rum.

Indtil nu er alle sort-hul-masser blevet målt i såkaldte binære systemer – hvor det sorte hul danner et par med en stjerne, og deres tyngdekraft holder hinanden i skak. Det er altså den første opdagelse af massen af et isoleret sort hul, som er målt.

Lyset fra en bagvedliggende stjerne lyste op i en periode mens det blev afbøjet af det sorte hul, som passerede hen foran stjernen. Det sorte huls meget kraftige tyngdefelt afsatte et unikt ”fingeraftryk” på afbøjningen af stjernelyset, og udelukkede dermed muligheden for, at det kunne have været et andet objekt.

Teleskopet på La Silla spillede en vigtig rolle i opdagelsen

Kailash Sahu fra Space Telescope Science Institute i Baltimore, USA, samarbejdede med sit team i en undersøgelse, der var designet til netop at lede efter denne type isolerede sorte huller.

Krumningen af rummet, som sker på grund af tyngdekraften fra et objekt, som passerer foran en stjerne, vil i en periode afbøje og forstærke det lys vi modtager fra stjernen. Fænomenet kaldes på engelsk ’gravitational microlensing’ og anvendes til at studere stjerner og exoplaneter, og nu altså også sorte huller.

På dansk bruger man oftest blot det engelske udtryk, men det kan fint oversættes med gravitationel mikrolinsning, eller mere populært, blot et tyngdelinse fænomen.

Man har indtil nu set hen ved 20.000 sådanne tyngdelinser i vores egen galakse, Mælkevejen.

Niels Bohr Institutets værksted har en stor aktie i opdagelsen

Kameraerne, som anvendes sammen med det danske 1,54 meters teleskop, blev udviklet på Niels Bohr Institutets værksted, og anvender de bedst tænkelige detektorer. Med den særlige kombination af et teleskop i moderat størrelse, og den meget hurtige optagelse af billeder, er det, under optimale forhold, muligt at opnå en billedkvalitet og skarphed, som nærmer sig Hubble Space Telescope.

Dette er særligt relevant, når man observerer områder, som er så tætpakket med stjerner, som der hvor det sorte hul blev opdaget, forklarer Michael Andersen som leder astronomidelen af Niels Bohr Institutets værksted.

Nye opdagelser kan forventes og vil kaste nyt lys på disse ’sortere end sort’ objekter

”Detektioner af isolerede sorte huller, vil give os ny indsigt i populationen af disse objekter i vores Mælkevej”, siger Sahu. Han forventer, at forskningsprogrammet vil afdække flere fritflyvende sorte huller i vores galakse. Men det er som at finde en nål i en høstak. Det anslås, at kun én ud af hver 1500 ’microlensing’ begivenheder man ser er forårsaget af sorte huller.

I øjeblikket opdager undersøgelser, rettet mod det galaktiske centrum, cirka 2000 nye ’microlensing’ begivenheder om året. De korteste varer kun nogle timer, og de længste kan vare måneder eller endda år.

De korte begivenheder er højst sandsynligt forårsaget af frit flyvende planeter, f.eks. exoplaneter som er kastet ud af de solsystemer, hvor de blev dannet. De længste begivenheder har høj sandsynlighed for at være forårsaget af neutronstjerner eller sorte huller.

Teknikken, der skal til for direkte at ”se” dem, består i at kombinere observationer fra teleskoper på Jorden med observationer fra rummet. Det lille, danske teleskop har en unik instrumentering og dets beliggenhed, højt oppe i Andesbjergene i Chile, er et af de bedste steder på Jorden til astronomiske observationer.

”Dette har givet os mange, værdifulde, internationale samarbejder og unikke opdagelser, som denne her – den første observation af et fritflyvende sort hul fra en supernova eksplosion”, forklarer NBI professor Uffe Graae Jørgensen.

Adskillige nye undersøgelser, inklusive NASAs kommende Nancy Grace Roman Space Telescope, er designet til at opdage adskillige tusinder nye ’microlensing’ begivenheder om året. Opfølgende observationer fra Jorden, f.eks. som dem der foretages fra det danske teleskop i Chile, vil hjælpe med at afgøre, hvilke af disse er fritflyvende planeter, hvide dværge, neutronstjerner og sorte huller - og hvilke er stjerner, omkredset af planeter som vor egen Jord.