Nya observationer av det första svarta hålet som någonsin upptäckts har fått astronomer att ifrågasätta vad de vet om universums mest mystiska föremål.

Publicerad idag i tidningen Vetenskap , forskningen visar att systemet som kallas Cygnus X-1 innehåller det mest massiva svarta hålet av stjärnmassa som någonsin upptäckts utan användning av gravitationsvågor.

Cygnus X-1 är ett av de svarta hålen som ligger närmast jorden. Det upptäcktes 1964 när ett par geigerräknare bars ombord på en sub-orbital raket som avfyrades från New Mexico.

Objektet var i fokus för en berömd vetenskaplig satsning mellan fysikerna Stephen Hawking och Kip Thorne, med Hawking vadslagning 1974 att det inte var ett svart hål. Hawking medgav vadet 1990.

I detta senaste verk, ett internationellt team av astronomer använde Very Long Baseline Array – ett radioteleskop i kontinentstorlek som består av 10 skålar utspridda över hela USA – tillsammans med en smart teknik för att mäta avstånd i rymden.

"Om vi ​​kan se samma objekt från olika platser, vi kan beräkna dess avstånd från oss genom att mäta hur långt objektet ser ut att röra sig i förhållande till bakgrunden, sa ledande forskare, Professor James Miller-Jones från Curtin University och International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR).

"Om du håller ut fingret framför ögonen och ser det med ett öga i taget, du kommer att märka att ditt finger verkar hoppa från en plats till en annan. Det är exakt samma princip."

"Under sex dagar observerade vi en hel omloppsbana av det svarta hålet och använde observationer tagna av samma system med samma teleskoparray 2011, " Professor Miller-Jones sa. "Denna metod och våra nya mätningar visar att systemet är längre bort än tidigare trott, med ett svart hål som är betydligt mer massivt."

Medförfattare professor Ilya Mandel från Monash University och ARC Center of Excellence in Gravitational Wave Discovery (OzGrav) sa att det svarta hålet är så massivt att det faktiskt utmanar hur astronomer trodde att de bildades.

"Stjärnor förlorar massa till sin omgivning genom stjärnvindar som blåser bort från deras yta. Men för att göra ett svart hål så tungt, vi måste minska mängden massa som ljusa stjärnor förlorar under sin livstid", sa han.

"Det svarta hålet i Cygnus X-1-systemet började livet som en stjärna som var ungefär 60 gånger solens massa och kollapsade för tiotusentals år sedan, " sa han. "Otroligt, den kretsar om sin följeslagare - en superjätte - var femte och en halv dag på bara en femtedel av avståndet mellan jorden och solen.

"Dessa nya observationer säger oss att det svarta hålet är mer än 20 gånger massan av vår sol - en ökning med 50 procent jämfört med tidigare uppskattningar."

Xueshan Zhao är medförfattare på uppsatsen och en doktorsexamen. kandidat som studerar vid National Astronomical Observatories—en del av den kinesiska vetenskapsakademin (NAOC) i Peking.

"Med de uppdaterade mätningarna för det svarta hålets massa och dess avstånd från jorden, Jag kunde bekräfta att Cygnus X-1 snurrar otroligt snabbt – mycket nära ljusets hastighet och snabbare än något annat svart hål som hittills hittats, " Hon sa.

"Jag är i början av min forskarkarriär, så att vara en del av ett internationellt team och hjälpa till att förfina egenskaperna hos det första svarta hålet som någonsin upptäckts har varit en fantastisk möjlighet."

Nästa år, världens största radioteleskop – Square Kilometer Array (SKA) – kommer att börja byggas i Australien och Sydafrika.

"Att studera svarta hål är som att skina ett ljus på universums bäst bevarade hemlighet - det är ett utmanande men spännande forskningsområde, " sa professor Miller-Jones.

"När nästa generation av teleskop kommer online, deras förbättrade känslighet avslöjar universum i allt mer detalj, utnyttja årtionden av ansträngningar som investerats av forskare och forskarlag runt om i världen för att bättre förstå kosmos och de exotiska och extrema objekt som finns.

"Det är en bra tid att bli astronom."