1963, astronomen Maarten Schmidt identifierade det första kvasi-stjärnobjektet eller "kvasaren, " ett extremt ljust men avlägset föremål. Han hittade den enda kvasaren, den aktiva kärnan i en galax som är långt borta känd för astronomer som 3C 273, att vara 100 gånger mer lysande än alla stjärnor i vår Vintergatan tillsammans.

Nu, GRAVITYs internationella team av astronomer, inklusive Prof. Hagai Netzer från Tel Aviv University's School of Physics and Astronomy, har kommit fram till att gasmoln som snabbt rör sig runt ett centralt svart hål utgör själva hjärtat av denna kvasar. Resultaten av den nya forskningen publicerades i Natur den 29 november.

Den första mätningen av massan av det svarta hålet inuti 3C 273, med en äldre metod, genomfördes vid TAU:s Florence och George Wise Observatory 2000, som en del av Ph.D. forskning utförd av TAU:s Dr. Shai Kaspi, sedan student i prof. Netzers grupp. Detta resultat har nu bekräftats av GRAVITYs observationer.

Forskningen är den första detaljerade observationen utanför vår galax av gasmoln som virvlar runt ett centralt svart hål. Enligt forskarna, GRAVITYs mätningar kommer att bli riktmärket för att mäta svarta hålsmassor i tusentals andra kvasarer.

Ta en närmare titt på ett svart hål

GRAVITY-instrumentet, ligger i Paranal, Chile, har oöverträffade förmågor. Den kombinerar det samlade området av fyra teleskop för att bilda ett virtuellt teleskop, kallas en interferometer, 130 meter över. Instrumentet kan upptäcka avlägsna astronomiska objekt med extremt hög upplösning.

"Kvasarer är bland de mest avlägsna astronomiska objekt som kan observeras, " Prof. Netzer säger. "De spelar också en grundläggande roll i universums historia, eftersom deras utveckling är intrikat knuten till galaxtillväxt. Medan nästan alla stora galaxer har ett massivt svart hål i sina centra, hittills har bara en i vår Vintergatan varit tillgänglig för så detaljerade studier."

"GRAVITY tillät oss att lösa, för första gången någonsin, rörelsen av gasmoln runt ett centralt svart hål, " säger Eckhard Sturm från Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE), som var med och ledde forskningen för studien. "Våra observationer kan följa gasens rörelse och avslöja att molnen verkligen virvlar runt det centrala svarta hålet."

Än så länge, sådana observationer hade inte varit möjliga på grund av den lilla vinkelstorleken på en kvasars inre region - ungefär storleken på vårt solsystem, men cirka 2,5 miljarder ljusår avstånd från oss.

"Breda utsläppslinjer skapade av gas i närheten av det svarta hålet är observationskännetecken för kvasarer. Fram till nu, avståndet mellan gasen från det svarta hålet, och ibland mönstret av rörelsen, kunde endast mätas med en äldre metod som använde ljusvariationer i kvasarerna, " Prof. Netzer säger. "Med GRAVITY-instrumentet, vi kan urskilja strukturer på nivån 10 mikrobågssekunder, vilket motsvarar att observera, till exempel, ett 1-euromynt på månen."

"Information om gasens rörelse och avstånd omedelbart runt det svarta hålet är avgörande för att mäta massan av det svarta hålet, " förklarar Jason Dexter, även av MPE, som var med och ledde forskningen. "För första gången, den gamla metoden testades experimentellt och klarade testet med råge, bekräftar tidigare uppskattningar av cirka 300 miljoner solmassor för det svarta hålet."

"Det här är första gången som vi kan studera den omedelbara omgivningen av ett massivt svart hål utanför vår hemgalax, Vintergatan, avslutar Reinhard Genzel, chef för den infraröda forskargruppen vid MPE. "Svarta hål är spännande föremål, tillåter oss att undersöka fysiken under extrema förhållanden - och med GRAVITY kan vi nu undersöka dem både nära och fjärran."