Svarthol í miðju allra vetrarbrauta

Líklegt er að í miðju allra vetrarbrauta lúri skrímsli á borð við svartholin sem hafa nú fundist í sporvöluþokunum NGC 3842 og NGC 4889. Bæði eru næstum 10 milljarðar sólmassa, þ.e. 10 milljarðar sóla þjappað saman á svæði sem ef til vill er ekki mikið stærra en sólkerfið okkar. Það er ekkert smáræði og þyngstu svarthol sem við vitum um í „nágrenni okkar“. Eldra metið átti svartholið í miðju sporvöluþokunnar M87 í Meyjarþyrpingunni sem er 6,3 milljarðar sólmassa.  

En hvernig reikna menn út massa svarthola?

Best sýnidæmið er í miðju okkar eigin Vetrarbrautar. Um árabil hafa stjörnufræðingar skyggnst inn að miðjunni með hjálp risasjónauka á borð við Very Large Telescope ESO og fylgst með stjörnum hringsóla í kringum eitthvað mjög þungt en ósýnilegt. Með því að mæla umferðartíma stjarnanna er hægt að reikna út hve stór þessi ósýnilegi massi er með lögmálum Newtons og Keplers. Í ljós kemur að svartholið er „aðeins“ fjórar milljónir sólmassa. Þetta er útskýrt vel í myndskeiðinu hér undir:

Vegna fjarlægðar er ekki hægt að greina stakar stjörnur í kringum svarthol annarra vetrarbrauta með sjónaukum nútímans. Þess í stað skoðuðu stjörnufræðingarnir brautarhraða stjarna á nokkrum tugum svæða í vetrarbrautunum. Út úr mælingunum voru smíðuð líkön sem taka með í reikninginn hlutfall massa og ljóss (í öllum vetrarbrautum er meiri massi en ljós sem skýrist af hulduefni) og hulduefni í vetrarbrautunum. Líkönin veita upplýsingar um meðalumferðartíma stjarna í kringum miðju vetrarbrautarinnar sem síðan er hægt að nota til að reikna massa svartholsins. Svona er þetta gert í grófum dráttum. Sniðug aðferð sem þykir gefa tölfræðilega trausta niðurstöðu.

En þótt svartholin séu ósýnileg eru þau með björtustu fyrirbærum alheims, eða öllu heldur svæðið í kringum þau.

Þegar svarthol gleypa efni snýst það á ógnarhraða í kringum svartholið. Hraðinn er slíkur að efnið verður jafnvel nokkrar milljónir gráða á Celsíus og gefur þá frá sér mikla röntgengeislun. Við sjáum slík svæði í miðju okkar vetrarbrautar eins og sjá má hér undir. Innan í bjarta svæðinu Sagittarius A er svartholið.

Úr enn stærri svartholum sjáum við mikla geislunarstróka sem skaga út úr vetrarbrautum eins og t.d. úr M87 sem sést hér undir:

Talið er að enn massameiri risasvarthol hafi knúið áfram dulstirni, mjög bjartar og fjarlægar vetrarbrautir sem við sjáum snemma í sögu alheimsins. Leifar þessara risasvarthola hafa ekki fundist í nágrenni okkar hingað til, nema kannski loksins nú!

Lesa má meira um svarthol á Stjörnufræðivefnum.

- Sævar Helgi

Hafa fundið risavaxin svarthol

Athugasemdir

[DoctorE (IP-tala skráð) 6.12.2011 kl. 17:38]

Manni líður eins og örveru...pinkuponsuörveru :)

[Arnar Pálsson, 6.12.2011 kl. 18:15]

Með stórmerkilega athyglisgáfu og samskiptahæfileika.

[Marinó G. Njálsson, 6.12.2011 kl. 18:53]

Þetta kemur svo sem ekki á óvart, þar sem eingöngu svarthol er nægilega öflugt til að vera með nægilegt aðdráttarafl til að snúa heilli vetrarbraut í hring eftir hring.  Hitt er svo aftur spurning hvort lífshringur heimsins sé ekki einmitt sá að í upphaf og endir alls sé í svartholi. Þ.e. stóri hvellur varð þegar svarthol sprakk og allt endar þetta á því að renna inn í svarthol sem springur með nýrri byrjun.

[Arnar, 7.12.2011 kl. 12:25]

Marinó: það er einmitt ein tilgátan, að fyrir miklahvell hafi allt efni og rúm verið þjappað saman í singularity.  Og ef ég skil rétt þá er það einnig tilgáta að í miðju svarthols sé svona singularity.