Första visuella beviset på ett svart hål i Vintergatan – fyra miljoner gånger större än solen

Den första bilden på det svarta hålet i Vintergatans "hjärta" har presenterats vid en presskonferens med det internationella konsortiet Event Horizon Telescope.

Bilden som på torsdagen offentliggjordes av Event Horizon Telescope-konsortiet visar ett svart håll i mitten av galaxen.

Forskare har tidigare observerat stjärnor i omloppsbana runt något osynligt, kompakt och massivt i mitten av vår galax. Det fanns starka indikationer på att objektet, som går under namnet "Sagittarius A*", var ett svart hål.

På torsdagen presenterades den första bilden på det svarta hålet. Enligt forskarna är det den första direkta visuella beviset på att det faktiskt är ett svart hål.

– Det är fantastiskt att kunna knyta ihop säcken, säger astronomen Michael Lindqvist, forskningsingenjör vid Onsala rymdobservatorium och astronom på Chalmers och en av de hundratals forskare som bidragit till framgången.

Nyheten presenterades samtidigt på fyra kontinenter av det internationella konsortiet Event Horizon Telescope (EHT), bildat just med syfte att ta bilder av svarta hål.

För tre ås sedan gjorde forskarna i EHT sensation genom att kunna visa ett svart hål på bild för första gången. På den historiska bilden syntes en intensiv ljusring av gasströmmar runt en mörk fläck – skuggan av det svarta hålet. Den gången gällde det ett svart hål i galaxen Messier 87 i stjärnbilden Jungfrun på avståndet 55 miljoner ljusår.

Nu handlar med astronomiska mått mätt om en upptäckt nästgårds. Närmare bestämt i stjärnbilden Sagittarius A* (Skytten) i Vintergatans centrum, bara cirka 27 000 ljusår bort. Det svarta hålet är fyra miljoner gånger större än solen.

Större bedrift

Indikationerna har varit starka att ett svart hål finns där. Tack vare ansträngningarna från över 350 forskare världen över kan EHT räta ut frågetecknet.

– Vi kan nu bekräfta med en direkt observation att Sagittarius A:s stjärna är ett svart hål. Och massan, fyra miljoner gånger större än solen, överensstämmer med de rön som gav Nobelpriset i fysik 2020, säger Linqvist.

Exponeringen blev möjlig av att åtta synkroniserade radioteleskop världen över skapade ett virtuellt superteleskop lika stort som jorden.

Bilderna på M87 och Sgr A* togs 2017. På grund av mer komplexa förhållanden tog den senare längre tid att få fram. Sgr A* är cirka 1 000 gånger mindre än M87.

Forskarna anser att det var en större bedrift att avbilda Sgr A* som har väldigt mycket snabbare omloppstid. Lindqvist återger en liknelse:

– Försök att ta en skarp bild genom en fönster en regnig dag på en liten hundvalp som jagar sin egen svans. Det är Sagittarius. I fallet M87 är objektet en fullvuxen hund som ligger stilla i vardagsrummet.

Einstein igen. . .

"Vi blev golvade av hur väl storleken på cirkeln stämde överens med förutsägelserna i Einstens allmänna relativitetsteori", säger EHT-forskaren Geoffrey Bower i ett pressmeddelande.

Nu finns två bilder på svarta hål. Vad säger jämförelserna?

– Bara det faktum att bilderna är väldigt likadana, är intressant i sig. Skillnaden i massa är nämligen väldigt stor och man skulle kunna tänka sig att bilderna skulle skilja sig åt mycket.

– Men det är den extrema gravitationen som avgör hur bilden ser ut av det svarta hålet, säger Lindqvist.

Forskarna är överväldigade över hur väl storleken på ljusringen överensstämmer med förutsägelserna i Einstens allmänna relativitetsteori. Där, vid händelsehorisonten varifrån inte ens ljus kan ta sig på grund av den enorma gravitationen, strömmar gaserna nära ljusets hastighet.

Som doktorand studerade Lindqvist hur stjärnor rör sig runt Vintergatans centrum, observationer som stärkte tesen att det fanns ett svart hål i Sgr A*.

– Det är fantastiskt att så många år senare kunna knyta ihop säcken, säger han nu.

Vill filma

M87 och Sgr A* var de två huvudkandidaterna för forskarna. Men flera andra objekt är intressanta och svarta hål-jakten fortsätter. EHT har byggts ut till elva teleskop och bättre instrument utvecklas.

Ett mål är att filma svarta hål, men det kräver en kapacitet som inte finns i dag.

För att ta bilderna på Sgr A* bidrog Onsala rymdobservatorium med instrument och expertis till teleskopen Apex och Alma i den chilenska Atacamaöken.

Forskningsresultaten publicerades på torsdagen i ett specialnummer av The Astrophysical Journal Letters. Den nya informationen ska provas i teorier och modeller för hur gas beter sig runt supermassiva svarta hål. Processen tros spela en avgörande roll för hur galaxer bildas och utvecklas.

Svarta hål

Ett svart hål är en himlakropp där gravitationen är så stark att inget – varken ljus, annan strålning eller materia – kan lämna den.

Svarta hål tros finnas i olika storlekar och formas när en massiv stjärna kollapsar i slutet av sin livstid.

Svarta hål omges av en så kallad händelsehorisont, ett tänkt område runt himlakroppen som utgör gränsen för när ljus och materia inte längre kan undkomma dragningskraften.

I mitten av vår galax, Vintergatan, finns ett supermassivt svart hål i konstellationen Sagittarius A* – det sannolikt enda och nu fångat på bild. Därutöver finns andra "vanliga" mindre svarta hål i galaxen.

Supermassiva eller supertunga svarta hål är svarta hål med massa motsvarande miljoner eller miljarder gånger solens massa. De flesta, kanske alla, galaxer tros ha ett supermassivt svart hål i sitt centrum.

Källa: Nationalencyklopedin med flera

ANDRA LÄSER