Hos två bisarra dubbelstjärnor 20 miljoner ljusår bort har astronomer har upptäckt vindar som åker i nästan en fjärdedel av ljusets hastighet.
Upptäckten kan innebära ett genombrott i att hitta och förstå de svarta hålen som allra snabbast slukar till sig materia – som också är bland de svarta hålen som vi vet minst om. Det är också en ny pusselbit i mysteriet om himlens mest extrema röntgenkällor, ULX:arna.
Historien börjar egentligen på 1980-talet. Rymdteleskop sändes upp som kunde se röntgenstrålning från kosmos, ett av dem hette Einstein. Dessa satelliter upptäckte idel överraskningar på himlen: strålning från kända och okända himlakroppar. Forskarna kunde lista ut att de flesta inte kunde vara stjärnor och planeter – utan mer sannolikt tokheta skivor av gas och plasma som bildas runt svarta hål i alla kända storlekar. Några av källorna som Einstein såg var mer mystiska än de andra, och det japanska teleskopet ASCA hittade också några. Japanerna döpte dem till ULX: ultra-luminous X-ray sources eller ultraljusstarka röntgenkällor.
Svarta hål är kända för att stoppa undan mycket massa på mycket liten volym i rymden. Fysiker har fått jobba hårt för att förstå dem; Albert Einstein, som rymdteleskopet Einstein döptes efter, till Roy Kerr och Roger Blandford (Sverigeaktuella vinnare av Crafoordpriset i astronomi 2016) och Stephen Hawking är bara några av dem.
Det lyser om en del svarta hål tack vare skivor av het gas som avger stark röntgenstrålning. Tack vare trängsel och friktion i skivan blir den strålande het, allt medan det lilla men tunga hålet i mitten matas med materia. Einstein, ASCA och deras efterträdare har sett många sådana skivor, både i dubbelstjärnor där den ena delen är extrem – en vit dvärg, en neutronstjärna eller ett svart hål – och i mitten av galaxer där supertunga svarta hål lurar.
Men de ljusaste av dubbelstjärnorna som skiner i röntgen – ULX:erna – har varit svåra att förstå. Fram tills 2015 fanns det två förklaringar till varför de lyser så starkt. Supereffektiv tillväxt som vi inte vet hur det går till, eller tunga svarta hål som vi inte vet hur de kan bildas. Kanske till och med både och. Resultat: en obekväm men riktigt spännande sits för astrofysikern – det kan man läsa mellan raderna i de vetenskapliga artiklarna som skrivits om ULX:er.
Sedan förra året kom ännu en överraskning från NuSTAR, NASA:s senaste röntgensatellit: en ULX i Cigarrgalaxen (M82) visade sig pulsera, något som ett svarta hål inte kan förklara. Då måste det vara en ovanligt tung neutronstjärna som samlar materia (läs mer hos Caltech, Feber och Allt om vetenskap). ULX:arna blev med ens ännu svårare att förstå.
Men nu våren 2016 kommer nya genombrott. Årets hittills största nyhet, när experimentet LIGO kunde bevisa gravitationsstrålning, kom med en extra bonus också för ULX-fansen. Forskare fick för första gången också direkta bevis på att mellanstora svarta hål finns, sådana som väger runt 30 gånger solens massa – även om det är fortfarande oklart hur de kan bildas (LIGO upptäcker gravitationsvågor från kolliderande svarta hål).
Nu kommer också stöd för att fenomenet som kan vara ULX:ernas hemlighet: supereffektiv tillväxt hos svarta hål (och kanske neutronstjärnor). Med hjälp av det europeiska rymdteleskopet XMM-Newton har ett forskarlag lett av astronomen Ciro Pinto från Cambridgeuniversitetet i England studerat två av himlens ljusstarkaste källor till röntgenstrålning, ULX:er såklart, i galaxerna NGC 1313 and NGC 5408. De hittade tydliga tecken på gas som färdas med hutlösa hastigheter – uppemot 70 000 kilometer i sekunden, nästan 25 procent av ljusets hastighet. (Läs mer i pressmeddelandet hos ESA eller forskningsartikeln i Nature.)
Sådana vindar blåser naturligt ut från skivorna runt just de svart hålen som är ovanligt glupska, det har teoretiker länge trott, och först nu ser man dem. Exakt varför de blåser är ännu oklart.
Kanske för att det svarta hålet är osannolikt effektivt på att dra till sig materia, eller helt enkelt för att hålet är osannolikt tungt. I vilket fall som helst vinner denna gång kittlande mysterier över tråkigheter.
Framöver kommer himlens starkaste röntgenkällor säkert att fortsätta förvirra forskarna. ULX:erna bär nog på ännu fler överraskningar om de glupskaste och minst kända svarta hålen. Och säkert annat också.
