Forskare har upptäckt ett av de minsta svarta hålen som har registrerats - och det närmast jorden som hittills hittats.

Forskare har kallat det "Enhörningen, ' delvis för att det är, än så länge, unik, och delvis för att den hittades i stjärnbilden Monoceros - 'Enhörningen'. Resultaten publiceras idag, 21 april, i journalen Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society .

"När vi tittade på uppgifterna, det här svarta hålet – Enhörningen – dök precis ut, " sa huvudförfattaren Tharindu Jayasinghe, en doktorand i astronomi vid Ohio State University och en presidentstipendiat i Ohio State.

Enhörningen är ungefär tre gånger så stor som vår sol - liten för ett svart hål. Mycket få svarta hål av denna massa har hittats i universum. Detta svarta hål är 1, 500 ljusår från jorden, fortfarande inne i Vintergatans galax. Och, tills Jayasinghe började analysera det, det gömde sig i huvudsak i klar syn.

Det svarta hålet verkar vara en följeslagare till en röd jättestjärna, vilket betyder att de två är förbundna med gravitationen. Forskare kan inte se det svarta hålet – de är, per definition, mörk, inte bara visuellt, men till de verktyg astronomer använder för att mäta ljus och andra våglängder.

Men i det här fallet, de kan se det svarta hålets medföljande stjärna. Den stjärnan hade varit väldokumenterad av teleskopsystem inklusive KELT, kör ut ur Ohio State; ASAS, föregångaren till ASAS-SN, som nu är slut från Ohio State, och TESS, en NASA-satellit som söker efter planeter utanför vårt solsystem. Data om det hade varit allmänt tillgänglig men hade ännu inte analyserats på detta sätt.

När Jayasinghe och de andra forskarna analyserade denna data, de märkte att något de inte kunde se verkade kretsa runt den röda jätten, vilket gör att ljuset från den stjärnan ändras i intensitet och utseende på olika punkter runt omloppsbanan.

Något, de insåg, ryckte i den röda jätten och ändrade dess form. Den där dragningseffekten, kallas tidvattenförvrängning, ger astronomer en signal om att något påverkar stjärnan. Ett alternativ var ett svart hål, men den måste vara liten – mindre än fem gånger massan av vår sol, faller in i ett storleksfönster som astronomer kallar "massgapet". Först nyligen har astronomer ansett det som en möjlighet att svarta hål av den massan kan existera.

"När du ser på ett annat sätt, vilket är vad vi gör, man hittar olika saker, sa Kris Stanek, studie medförfattare, astronomi professor vid Ohio State och universitet framstående forskare. "Tharindu tittade på den här saken som så många andra människor hade tittat på och istället för att avfärda möjligheten att det kunde vara ett svart hål, han sa, 'Väl, tänk om det kunde vara ett svart hål?"

Den tidvattenavbrottet produceras av tidvattenkraften från en osynlig följeslagare - ett svart hål.

"Precis som månens gravitation förvränger jordens hav, får haven att bukta mot och bort från månen, producerar högvatten, så förvränger det svarta hålet stjärnan till en fotbollsliknande form med en axel längre än den andra, sa Todd Thompson, medförfattare till studien, ordförande för Ohio State's astronomiavdelning och framstående forskare vid universitetet. "Den enklaste förklaringen är att det är ett svart hål - och i det här fallet, den enklaste förklaringen är den mest troliga."

Den röda jättens hastighet, perioden för omloppsbanan och det sätt på vilket tidvattenkraften förvrängde den röda jätten berättade för dem om det svarta hålets massa, vilket fick dem att dra slutsatsen att detta svarta hål var ungefär tre solmassor, eller tre gånger så mycket som solen.

Under ungefär det senaste decenniet, astronomer och astrofysiker undrade om de inte hittade dessa svarta hål eftersom systemen och tillvägagångssätten de använde inte var tillräckligt sofistikerade för att hitta dem. Eller, de undrade, fanns de helt enkelt inte?

Sedan, för ungefär 18 månader sedan, många av medlemmarna i detta forskningsteam i Ohio State, ledd av Thompson, publicerade en vetenskaplig artikel i tidskriften Vetenskap , ger starka bevis för att dessa typer av svarta hål existerade. Den upptäckten motiverade Jayasinghe och andra, både i Ohio State och runt om i världen, att på allvar söka efter mindre svarta hål. Och den utvärderingen ledde dem till Enhörningen.

Att hitta och studera svarta hål och neutronstjärnor i vår galax är avgörande för forskare som studerar rymden, eftersom det berättar för dem om hur stjärnor bildas och dör.

Men att hitta och studera svarta hål är, nästan per definition, svårt:Enstaka svarta hål sänder inte ut samma sorts strålar som andra föremål sänder ut i rymden. Dom är, till vetenskaplig utrustning, elektromagnetiskt tyst och mörk. De mest kända svarta hålen upptäcktes eftersom de interagerade med en sällskapsstjärna, som skapade en hel del röntgenstrålar — och dessa röntgenstrålar är synliga för astronomer.

På senare år har fler storskaliga experiment för att försöka lokalisera mindre svarta hål har lanserats, och Thompson sa att han förväntar sig att se fler "mass gap" svarta hål upptäcks i framtiden.

"Jag tror att fältet driver mot detta, för att verkligen kartlägga hur många lågmassa, hur många mellanmassa och hur många högmassa svarta hål det finns, för varje gång du hittar en ger den dig en ledtråd om vilka stjärnor som kollapsar, som exploderar och som är däremellan, " han sa.