svarta hål

En mångfärgad virvel representerar det vridna gravitationsfältet kring ett svart hål, som drar in neutronstjärnan avbildad som ett blått klot.

Svart hål slukade neutronstjärna

Det finns små kompakta neutronstjärnor och tyngre svarta hål som kretsar kring varandra i par. Astronomer har länge misstänkt att sådana ojämt balanserade par av döda stjärnor kan existera, men först nu kan det bekräftas genom observationer av hur ett svart hål slukar sin följeslagare. Under några år har vi fått ta del av många upptäckter av svarta hål som smält samman i en våldsam process som gett upphov gravitationsvågor, vilka fångas av nätverket Ligo-Virgo. Samma nätverk har också sett händelser där mindre men ändå kompakta neutronstjärnor absorberar varandra, i en process som förmodas...

En ljus ring i rött och orange, med tunna ljusa linjer på. I mitten en svart skugga.

Berömt svart hål i polariserat ljus

För ungefär två år sedan fick vi för första gången se en bild av skuggan av ett supermassivt svart hål, omgivet av en lysande ring. Forskarna har fortsatt att studera detta svarta hål i galaxen M87, och kan nu också urskilja hur ljuset är polariserat . – Polariseringen ger oss ytterligare en ledtråd till hur magnetfältet beter sig kring det svarta hålet, säger Michael Lindqvist, astronom vid Onsala rymdobservatorium, som deltagit i den tekniska delen av projektet. Från det svarta hålet skjuter det ut två enorma jetstrålar av materia. Enligt de rådande modellerna för hur sådana svarta hål...

Ett svart hål drar till sig material från en stor blå stjärna. Materialet bildar en lysande skiva. Från det svarta hålets poler kommer jetstrålar.

Välkänt svart hål är oväntat stort

En internationell forskargrupp har gjort en ny och noggrann mätning av avståndet till ett av de mest studerade svarta hålen, Cygnus X-1 i stjärnbilden Svanen. Det befinner sig längre från jorden än de trott, över 7000 ljusår. Det påverkar det svarta hålets massa, som nu beräknas till 21 gånger större än solens. Cygnus X-1 är därmed det hittills största svarta hål som bildats av en stjärna som exploderat i en supernova och som har kunnat studerats med elektromagnetisk strålning. Det fyller en lucka, säger astronomen Magnus Axelsson vid Stockholms universitet. – Det har funnits en diskrepans...

50 krockar som avslöjar döda stjärnor

Vad blir det av stjärnor när de dör? Vissa av dem exploderar och lämnar efter sig en rest i form av en kompakt neutronstjärna. Men efter de största stjärnornas explosioner faller den återstående massan samman till ett svart hål. Svarta hål är svåra att se mot en bakgrund av rymdens mörker. I teleskop som fångar upp ljus syns bara de svarta hål som avslöjar sig genom att vara insvepta i materia som hettas upp och glöder i deras gravitationsfält. I F&F 2/2020 berättade vi om att vissa svarta hål bara upptäcks genom de gravitationsvågor som strålas ut när de kolliderar med varandra...

Nobelpris i fysik offentliggjort

Redan på 1700-talet resonerade fysiker om att en plats som har tillräckligt stark gravitation skulle kunna hindra själva ljuset från att ta sig ut. Först med Albert Einsteins allmänna relativitetsteori fanns det ett teoretiskt ramverk för att förstå den här typen av extrem omgivning. Men matematiken var svår, och fysiker var oeniga om ifall svarta hål verkligen kunde bildas. Frågan avgjordes när Roger Penrose 1965 lyckades visa att svarta hål var en oundviklig konsekvens av den allmänna relativitetsteorin. För detta belönas han nu med ena halvan av årets Nobelpris i fysik. – Innan dess var...

Största gravitationssmällen avslöjar ny typ av svart hål

I maj 2019 nådde en väldigt kort gravitationssignal observatorierna Ligo i USA och Virgo i Italien. Forskarna som studerat signalen beräknar att den bästa tolkningen är att gravitationsvågen kom från en kollision mellan svarta hål , så långt bort att vågen varit på väg mot oss sedan universum bara var hälften så gammalt som i dag. De båda svarta hålen var ovanligt stora, med omkring 66 respektive 85 gånger solens massa. Det är det största kolliderande paret som hittills har fångats upp. Det är intressant eftersom stjärnor som dör inte kan bilda svarta hål med mer än cirka 60 solmassor – de...

Schematisk bild av hur en stjärna och ett svart hål kretsar kring varandra, ännu en stjärna på större avstånd rör sig kring dem.

Här är vårt mest närbelägna svarta hål

När en grupp astronomer studerade rörelserna i vad de antog var ett dubbelstjärnesystem i stjärnbilden Kikaren upptäckte de att där fanns en tredje himlakropp. Den var helt osynlig, men stjärnornas rörelse avslöjade att kompanjonen hade en massa på mer än fyra gånger solens. De drog slutsatsen att det måste vara ett svart hål. Det är det närmast belägna svarta hålet som hittills har upptäckts. Svarta hål har så stark gravitation att inte ens ljus slipper ut. Somliga svarta hål kan ändå avslöjas genom att de drar till sig materia som hettas upp i dess omgivning och sänder ut strålning. En...

Gravitationsvågor skvallrar om osynliga svarta hål

Gravitationsvågor är skälvningar i rumtiden. De får själva rymden att töjas och krympa. Av dem kan vi lära oss mer om svarta hål och neutronstjärnor. Nu söker forskarna efter en hittills okänd sorts vågor.

Konstnärlig tolkning av en stjärna som exploderar och sänder ut strålning.

Rekordenergi från kosmisk explosion

På en sekund kan en gammablixt stråla ut lika mycket energi som vår sol gör under hela sin existens. Det gör dem till de kraftigaste explosioner vi känner till i universum. Gammablixtar uppstår när en stor stjärna kollapsar till ett svart hål, och sänder ut gammastrålning med fotoner (ljuspartiklar) som kan ha hundratals miljarder gånger så hög energi som fotonerna i synligt ljus. Satelliter fångar upp strålning från gammablixtar ungefär en gång om dagen. Rymdbaserade instrument kan dock inte mäta gammastrålarna med högst energi, eftersom de passerar rakt igenom satelliten. Gammastrålning...

Det svarta hålet är en mörk cirkel i mitten, omgiven av en lysande roterande skiva. Bilden vrider sig så att vi ser skivan både från sidan och uppifrån.

Så kan svarta hål se ut från olika håll

Materia som dras in mot det svarta hålet samlas i en virvlande skiva, upphettad av den häftiga rörelsen. Visualiseringen bygger på beräkningar av hur skivan rör sig, och hur ljuset kröks utanför det svarta hålet. Strukturen av mörkare och ljusare band uppkommer på grund av magnetiska virvlar i kombination med att olika delar av skivan rör sig olika fort. Vi kan se att skivan ser ljusare ut på den ena sidan av hålet, där materialet rör sig i riktningen ut ur bilden, och mer dämpad på den andra sidan. Det beror på en effekt som uppkommer när materia rör sig nära ljusets hastighet, som gör att...

Mörk fläck i mitten, med en ljus ring runt. Skuggan i mitten är ett svart hål.

Första bilden av ett svart hål

För första gången går det nu att se hur ett verkligt svart hål ser ut – eller rättare sagt hur det ser ut där ett svart hål kröker rumtiden och påverkar både materia och ljus i sin närhet. Bilden visar det svarta hålet i mitten av galaxen M87. Hålet är 6 miljarder gånger tyngre än vår egen sol och befinner sig mer än 50 miljoner ljusår bort. Tidigare har alla bilder av svarta hål varit simuleringar eller konstnärliga tolkningar. Nu vet vi hur det verkligen ser ut. Bilden avslöjar att det svarta hålet roterar, vilket gör att den ljusa ringen runt hålet ser ljusare ut på ena kanten. Själva...

Kan motsatta hål sluka varandra?

Vi ser inga tecken i universum på att det skulle finnas kroppar eller ansamlingar av antimateria. Den återfinns endast i form av enstaka partiklar skapade i högenergetiska processer. Men vi kan inte säga säkert att svarta hål skapade av antimateria inte finns – de går nämligen inte att skilja från svarta hål av vanlig materia. Inte ens vid en kollision skulle de avslöja sig. Två lika massiva svarta hål av materia respektive antimateria skulle inte förinta varandra, utan smälta samman och orsaka gravitationsvågor på precis samma sätt som två vanliga svarta hål. Det beror på att ingen energi...

FYSIK: Nu märker vi hur allt gungar

Riktigt stora händelser i universum skapar vågor i själva rumtiden, till exempel när två svarta hål dras ihop till ett. Vågorna drar ut och klämmer ihop allt som de passerar. Detta förutsades redan för drygt hundra år sedan av Albert Einsteins allmänna relativitetsteori – och i september 2015 kunde en sådan våg fångas upp för första gången, i det amerikanska observatoriet Ligo. Att kunna registrera gravitationsvågor gör det möjligt för forskarna att studera fenomen och händelser i universum som inte går att upptäcka med till exempel radiovågor eller synligt ljus. Upptäckten kan liknas vid ett...

Går det att fylla ett svart hål?

Det korta svaret är att ett svart hål växer när materia faller in. Det har en yta vars area – i det enklaste fallet, när det inte roterar – ges av formeln: G är gravitationskonstanten, c är ljushastigheten, och massan är det svarta hålets totala massa. Massan ökar när materia faller in, och därmed ökar också arean. Ett långt svar skulle förklara varför ett svart håls yta kan definieras på ett bra sätt (som ett tvärsnitt av en händelsehorisont), att denna yta aldrig krymper (utom som en följd av Hawkingstrålning), att vi inte har en fullt tillfredsställande beskrivning av vad som händer inuti...

Sök på sajten