I 20 år ledte de forgæves: Så begyndte en stjerne at kredse om noget usynligt

De fleste kender følelsen af at læne hovedet tilbage en klar sommernat og fornemme, at mørket mellem stjernerne gemmer på noget, øjet ikke kan få fat i. For et hold forskere fra University of Utah blev den fornemmelse til en videnskabelig jagt, der varede over to årtier.

Modellerne sagde, at der burde ligge omkring 10.000 sorte huller gemt i Omega Centauri, en tætpakket kugle af cirka 10 millioner stjerner. Alligevel havde ingen nogensinde fundet et eneste. Nu er det første endelig lokaliseret, oplyser NASA. Det har fået navnet oMEGACat BH-2.

Fundet blev offentliggjort den 13. juli i tidsskriftet The Astrophysical Journal Letters.

En stjerne der opførte sig mærkeligt

Sorte huller udsender intet lys, og de her er ekstra svære at finde, fordi de ikke opsluger materiale og dermed ikke lyser op på radio- eller røntgenbilleder. Tidligere forsøg brugte netop den slags metoder og fandt ingenting.

Gennembruddet kom en anden vej. Forskerne opdagede, at en synlig stjerne bevægede sig, som om den kredsede om noget massivt og mørkt. Ved at måle stjernens bittesmå bevægelser over tid, en teknik der kaldes astrometri, kunne holdet regne sig frem til, at den usynlige følgesvend måtte være et sort hul.

Til det brugte de over 20 års arkivdata fra rumteleskopet Hubble, indsamlet mellem 2002 og 2023, kombineret med nye målinger fra James Webb-teleskopet.

“Præcisionen i disse målinger er utrolig, helt ned til en brøkdel af en pixel på Hubbles og Webbs detektorer,” siger hovedforfatter Matthew Whitaker fra University of Utah. “Det ville ikke have været muligt at finde dette sorte hul uden de to rumteleskoper.”

Lettere end forventet

Selve stjernen fuldfører en omgang om det sorte hul på cirka 94 år, den længste kredsløbstid, man kender for et par bestående af et sort hul og en stjerne.

Regnestykket afslørede samtidig noget uventet. Det sorte hul vejer 4,46 gange så meget som Solen, mens stjernen vejer 0,78 solmasser. Det gør det sorte hul for tungt til at være en neutronstjerne, men samtidig overraskende let.

“Dets masse er meget lavere, end man ville forvente i et metalfattigt miljø som Omega Centauri. Det er både overraskende og spændende,” siger medforfatter Anil Seth, ligeledes fra University of Utah, ifølge ESA.

10.000 gemmer sig stadig

At forstå de sorte huller i den slags tætte stjernehobe handler om mere end nysgerrighed. Det er netop i miljøer som Omega Centauri, at par af sorte huller menes at støde sammen og udsende de gravitationsbølger, som fysikere i dag kan måle på Jorden.

Med Hubble og Webb vil holdet nu lede efter lignende systemer i andre stjernehobe, og forskerne håber, at NASA’s kommende Nancy Grace Roman-teleskop kan gøre jagten langt hurtigere.

Foreløbig er der fundet ét. Et sted derude i Omega Centauri kan der ligge 10.000 flere sorte huller gemt.