Ett team av astronomer från European Southern Observatory (ESO) och andra institut har upptäckt ett svart hål som ligger bara 1000 ljusår från jorden. Det svarta hålet är närmare vårt solsystem än något annat hittills hittat och utgör en del av ett trippelsystem som kan ses med blotta ögat. Teamet hittade bevis för det osynliga objektet genom att spåra dess två följeslagare med hjälp av MPG/ESO 2,2-metersteleskopet vid ESO:s La Silla-observatorium i Chile. De säger att det här systemet bara kan vara toppen av isberget, eftersom många fler liknande svarta hål kan hittas i framtiden.

"Vi blev helt förvånade när vi insåg att detta är det första stjärnsystemet med ett svart hål som kan ses med blotta ögat, " säger Petr Hadrava, Emeritusforskare vid Tjeckiens vetenskapsakademi i Prag och medförfattare till forskningen. Beläget i konstellationen Telescopium, systemet är så nära oss att dess stjärnor kan ses från södra halvklotet på ett mörkt, klar natt utan kikare eller teleskop. "Detta system innehåller det närmaste svarta hålet till jorden som vi känner till, " säger ESO-forskaren Thomas Rivinius, som ledde studien som publicerades idag i Astronomi &Astrofysik .

Teamet observerade ursprungligen systemet, ringde HR 6819, som en del av en studie av dubbelstjärniga system. Dock, när de analyserade sina observationer, de blev häpna när de avslöjade en tredje, tidigare oupptäckt kropp i HR 6819:ett svart hål. Observationerna med FEROS-spektrografen på MPG/ESO 2,2-metersteleskopet vid La Silla visade att en av de två synliga stjärnorna kretsar runt ett osynligt objekt var 40:e dag, medan den andra stjärnan är på stort avstånd från detta inre par.

Dietrich Baade, Emeritus astronom vid ESO i Garching och medförfattare till studien, säger:"Observationerna som behövdes för att fastställa perioden på 40 dagar var tvungna att spridas över flera månader. Detta var endast möjligt tack vare ESO:s banbrytande tjänsteobservationssystem enligt vilket observationer görs av ESO-personal på uppdrag av de forskare som behöver dem."

Det dolda svarta hålet i HR 6819 är ett av de allra första svarta hålen med stjärnmassa som inte interagerar våldsamt med sin miljö och, därför, verkar riktigt svart. Men laget kunde upptäcka dess närvaro och beräkna dess massa genom att studera stjärnans omloppsbana i det inre paret. "Ett osynligt föremål med en massa som är minst 4 gånger solens massa kan bara vara ett svart hål, avslutar Rivinius, som är baserad i Chile.

Astronomer har hittills bara sett ett par dussin svarta hål i vår galax, nästan alla som interagerar starkt med sin omgivning och gör sin närvaro känd genom att släppa kraftfulla röntgenstrålar i denna interaktion. Men forskare uppskattar att under Vintergatans livstid, många fler stjärnor kollapsade i svarta hål när de avslutade sina liv. Upptäckten av en tyst, osynligt svart hål i HR 6819 ger ledtrådar om var de många dolda svarta hålen i Vintergatan kan vara. "Det måste finnas hundratals miljoner svarta hål där ute, men vi vet bara om väldigt få. Att veta vad vi ska leta efter borde ge oss en bättre position för att hitta dem, " säger Rivinius. Baade tillägger att att hitta ett svart hål i ett trippelsystem så nära indikerar att vi bara ser "toppen av ett spännande isberg."

Redan, astronomer tror att deras upptäckt kan belysa ett andra system. "Vi insåg att ett annat system, kallas LB-1, kan också vara en sådan trippel, även om vi skulle behöva fler observationer för att säga säkert, säger Marianne Heida, postdoktor vid ESO och medförfattare till uppsatsen. "LB-1 är lite längre bort från jorden men fortfarande ganska nära i astronomiska termer, så det betyder att det förmodligen finns många fler av dessa system. Genom att hitta och studera dem kan vi lära oss mycket om bildandet och utvecklingen av dessa sällsynta stjärnor som börjar sina liv med mer än cirka 8 gånger solens massa och slutar dem i en supernovaexplosion som lämnar efter sig ett svart hål."

Upptäckten av dessa trippelsystem med ett inre par och en avlägsen stjärna kan också ge ledtrådar om de våldsamma kosmiska sammanslagningarna som släpper ut gravitationsvågor som är kraftfulla nog att upptäckas på jorden. Vissa astronomer tror att sammanslagningarna kan ske i system med en liknande konfiguration som HR 6819 eller LB-1, men där det inre paret består av två svarta hål eller av ett svart hål och en neutronstjärna. Det avlägsna yttre föremålet kan gravitationsmässigt påverka det inre paret på ett sådant sätt att det utlöser en sammanslagning och frigörandet av gravitationsvågor. Även om HR 6819 och LB-1 bara har ett svart hål och inga neutronstjärnor, dessa system kan hjälpa forskare att förstå hur stjärnkollisioner kan inträffa i trippelstjärnsystem.

Denna forskning presenterades i artikeln "A naked-eye triple system with a nonaccreting black hole in the inner binary", publicerad idag i Astronomi &Astrofysik .