Kosmisk kollision skapar ny typ av svart hål

Fysiker har för första gången iakttagit att två svarta hål har smält ihop och bildat ett så kallat mellanmassivt svart hål, med en vikt som ligger över hundra gånger solens massa.

Fysiker har för första gången iakttagit att två svarta hål har smält ihop och bildat ett så kallat mellanmassivt svart hål, med en vikt som ligger över hundra gånger solens massa.

Getty Images

Astrofysiker har nyligen iakttagit den största kollisionen någonsin mellan två svarta hål, och resultatet blev ett svart hål av en typ som forskarna aldrig har sett tidigare.

De två svarta hålen vägde 66 respektive 85 gånger så mycket som solen, och fysikernas beräkningar visar att sammansmältningen resulterade i ett svart hål på 142 solmassor.

Därmed har kollisionen frisatt energi som motsvarar nio solmassor. Det mesta av den har rullat genom rymden i form av så kallade gravitationsvågor, som de två detektorerna LIGO i USA och Virgo i Italien kan uppmäta.

© LIGO/Caltech/MIT/R. Hurt (IPAC)

Gravitationsvågor visar de svarta hålens storlek

När svarta hål slukar varandra frisätts enorma mängder energi i form av gravitationsvågor, som rullar genom rymden. Vågornas styrka visar hur tunga de svarta hålen har varit.

Gränsen låg på 100 solmassor

Hittills har de sammansmältningar av svarta hål, som detektorerna LIGO och Virgo har uppmätt gravitationsvågor från, resulterat i svarta hål på under 100 solmassor.

Ny kollision slår rekord

Analyser av sammansmältningen av två svarta hål visar nu att de har utgjorts av 66 respektive 85 solmassor. Resultatet blev ett enda svart hål på 142 solmassor.

Sammansmältningen av de två svarta hålen är inte bara den största, utan även den mest avlägsna, som forskarna hittills har fångat upp gravitationsvågor från. Den ägde rum i ett område som i dag ligger 17 miljarder ljusår från oss.

Det är dock inte 17 miljarder år sedan den inträffade, utan bara sju miljarder år sedan, det vill säga när universum var cirka hälften så gammalt som det är i dag. På grund av universums expansion ligger området i dag mycket längre bort än vid den tiden.

Den enorma kollisionen mellan två svarta hål utlöste så kallade gravitationsvågor, som har rullat genom rymden i sju miljarder år, innan de fångades upp av detektorerna Virgo (infälld) och LIGO.

© Getty Images & The Virgo Collaboration

Det svarta hålet på 142 solmassor är viktigt därför att det är det första fyndet av ett mellanmassivt svart hål, vilket enligt teorin uppkommer genom att två eller flera svarta hål smälter ihop.

Flera kollisioner har skapat hålet

De mindre hålen skapas av kollapsande stjärnor som väger mindre än 60 solmassor. Om en stjärna är tyngre än så exploderar den i småbitar i stället för att bli till ett svart hål.

De två svarta hålen på 66 och 85 solmassor har därför eventuellt även själva bildats vid tidigare sammansmältningar, tror forskarna.

© Shutterstock

1. Mikroskopiska svarta hål

Astronomer har teorier om att det i universums ungdom bildades mycket små svarta hål, små som atomer och med en vikt som ett stort berg.

© Shutterstock

2. Stellära svarta hål

Skapas när en stjärna på 5–60 solmassor brinner ut och kollapsar. Om stjärnan väger mer exploderar den i bitar, i stället för att sluta som ett svart hål.

© Shutterstock

3. Mellanmassiva svarta hål

Väger mellan 100 och 100 000 solmassor. Skapas när två eller flera stellära svarta hål smälter ihop och blir till ett tyngre svart hål.

© Shutterstock

4. Supermassiva svarta hål

Väger mer än en miljon solmassor och finns troligen i hjärtat av nästan alla galaxer. Bildas samtidigt som galaxen utanför dem tar form.

Astronomerna saknar nu endast bevis för den minsta klassen av svarta hål. Enligt teorin bildades de kort efter stora smällen och väger inte mer än ett stort berg. Man har ännu inte hittat några spår av dem.