Det svarta hålet, vars massa är drygt 15 gånger solens, ligger mycket längre bort än något tidigare upptäckt svart hål i samma viktklass, och är dessutom näst tyngst bland dessa. Hålet kretsar tätt ihopslingrat med en stjärna som själv snart kan komma att bli ett svart hål.

De flesta svarta hål som är kända i Vintergatan väger bara upp till tio gånger solens massa, men de är ändå tunga spelare. Utanför vår galax, däremot, kan det råda andra spelregler bland de svarta hålen: astronomer har nämligen hittat ett svart hål med massa mer än femton gånger solens massa. Endast tre liknande objekt har hittills upptäckts.

Det nya svarta hålet ligger i en spiralgalax som kallas NGC 300, sex miljoner ljusår från jorden.

– Det här är det mest avlägsna svarta hålet som man kunnat väga, och det är det första som vi sett utanför vårt galaktiska närområde, säger Paul Crowther, professor i astrofysik vid Sheffields universitet i England och huvudförfattare till en artikel som rapporterar om upptäckten.

Det svarta hålets underliga följeslagare är en så kallad Wolf-Rayet-stjärna, som även den har en massa på ungefär tjugo gånger solens. Wolf-Rayet-stjärnor är en typ av stjärnor som befinner sig i livets slutskede; de kastar bort sina yttre lager i rymden omkring dem tills de till slut exploderar som supernovor. När de gör det imploderar deras kärnor och bildar svarta hål.

År 2007 granskade ett instrument ombord på NASA:s rymdobservatorium Swift omgivningen runt den starkaste källan av röntgenstrålning i galaxen NGC 300. Källan hade tidigare upptäckts med det europeiska rymdorganet ESA:s röntgenobservatorium XMM-Newton.

– Vi registrerade periodisk, extremt stark röntgenstrålning, en ledtråd till att ett svart hål skulle kulle ligga dolt i området, förklarar teammedlemmen Stefania Carpano vid ESA.

Tack vare nya observationer som gjorts med instrumentet FORS2 monterat vid ESO:s jätteteleskop VLT (Very Large Telescope) har astronomerna nu kunnat bekräfta det de tidigare anat. De nya data visar att det svarta hålet och Wolf-Rayet-stjärnan dansar runt varandra i en djävulsk vals med en period på ungefär 32 timmar.

Astronomerna fann också att det svarta hålet skalar bort materia från stjärnan medan de kretsar kring varandra. Robin Barnard är medarbetare i forskarteamet.

– Det här är verkligen ett mycket ”intimt” par, säger han. Hur ett sådant tätt sammanbundet system har kunnat bildas är fortfarande ett mysterium.

Tidigare har man bara sett ett annat system av just denna typ, även om liknande system som består av ett svart hål och en kompanjonstjärna inte är okända för astronomer. Utifrån dessa system ser astronomerna en koppling mellan de svarta hålens massor och galaxernas kemi. Paul Crowther förklarar:

– Vi har lagt märke till att de tyngsta svarta hålen brukar man hitta i mindre galaxer som innehåller lägre halter av ”tunga” grundämnen. Större galaxer som är rikare på tunga grundämnen, som Vintergatan, lyckas bara skapa svarta hål med lägre massor, säger han.

Astronomer tror att en högre koncentration av tunga grundämnen påverkar hur en tung stjärna utvecklas och ökar mängden materia som den gör sig av med, med resultat att ett mindre svart hål blir kvar när stjärnan till slut kollapsar.

Om mindre än en miljon år blir det Wolf-Rayet-stjärnans tur att bli supernova och sedan ett svart hål.

– Om systemet överlever denna andra explosion kommer de två svarta hålen att smälta samman och skicka ut väldiga mängder med energi i form av gravitationsvågor medan de gör det, konstaterar Paul Crowther.

Sammansmältningen kommer dock att dröja ett par miljarder år, en omänskligt lång tid.

– Vår studie visar å andra sidan att sådana system skulle kunna finnas. De som redan bildat ett dubbelsystem med två svarta hål kanske kan detekteras av experiment som LIGO eller Virgo.

Källa: ESO