Lundaforskare har spårat svart hål vid röd jättestjärna

Jättestjärnan befinner sig omkring 10 000 ljusår från solen. Den är 30 gånger så stor som vår sol och tre till fem gånger så tung. Sådana jättestjärnor finns det gott om i vår galax. Men just det här exemplaret är speciellt. Eftersom stjärnan rör sig i en cirkelbana med en period på 83 dygn måste det finnas en annan kropp vars gravitation motverkar centrifugalkraften i banan. Men någon sådan har inte kunnat observeras. Enligt en ny studie, som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Science, talar allt för att det rör sig om ett svart hål.

– Svarta hål av den här storleken är inget nytt. Men i de flesta fall befinner sig hålet tätt intill en stjärna. Gas från stjärnan faller in mot hålet, hettas upp till extrema temperaturer och avger röntgenstrålning. Det är normalt så de svarta hålen upptäcks, men inte i det här fallet, säger Lennart Lindegren, astronomiprofessor vid Lunds universitet och en av författarna till artikeln.

Istället har forskargruppen studerat den röda jättestjärnans rörelsemönster under lång tid. Eftersom den rör sig med varierande hastighet har forskarna försökt slå fast vad det är som påverkar dess bana. En viktig pusselbit är avståndet till jättestjärnan, som uppmätts av den Europeiska rymdorganisationens satellitteleskop Gaia. Tack vare Lennart Lindegrens långvariga arbete med Gaia kunde tänkbara felkällor uteslutas.

– Slutsatserna i artikeln bygger delvis på en specifik Gaia-mätning och vi behövde gå till botten med hur pålitlig denna var. Mina datorsimuleringar visar att mätningen ger solitt stöd åt slutsatsen att det rör sig om ett svart hål, säger Lennart Lindegren.

Det här är första gången som ett troligt svart hål upptäcks genom att studera banrörelsen hos stjärnan i ett så kallat dubbelsystem. Lennart Lindegren tror att den nya metoden kommer att leda till att många fler svarta hål upptäcks i Vintergatan.

– Sedan vi publicerade våra Gaia-mätningar 2018 har det kommit ut över tusen artiklar där resultaten använts för de mest skilda studier. Att Gaia kunde bidra till den här upptäckten var oväntat, men ytterst fascinerande, säger Lennart Lindegren. 

Studien är publicerad i den vetenskapliga tidskriften Science.

Den aktuella studien har letts av forskare vid Ohio State University i USA. Förutom Lunds universitet har följande lärosäten och organisationer deltagit i arbetet: Princeton, University of Pittsburgh, University of Barcelona, Post Observatory Lexington, Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, University of Hawaii, The Observatories of the Carnegie Institution for Science, University of Copenhagen, Western Washington University.

Källa: Lunds Universitet