Forskere mener, at et supermassivt sort hul lurer i midten af stort set alle galakser i universet, med en masse, der er millioner eller milliarder gange Solens, og hvis enorme tyngdekraft er ansvarlig for at holde alle stjernerne sammen. Hjertet i Abell 2261 galaksehoben, der ligger omkring 2.7 milliarder lysår fra Jorden, ser imidlertid ud til at bryde teorien. Der indikerer astrofysikkens regler, at der skulle være et kæmpe monster på mellem 3,000 og 100,000 millioner solmasser, der kan sammenlignes med vægten af nogle af de største kendte. Men lige så meget som forskere søger uafbrudt, er der ingen måde at finde det. De seneste observationer med NASAs Chandra røntgenobservatorium og Hubble-rumteleskopet dykker kun ind i mysteriet.
Ved hjælp af Chandra -data opnået i 1999 og 2004 havde astronomer allerede søgt i centrum af Abell efter 2,261 tegn på et supermassivt sort hul. De jagtede efter materiale, der var blevet overophedet, da det faldt ned i det sorte hul og producerede røntgenstråler, men de opdagede ikke en sådan kilde.
Udvist efter en fusion
Nu, med nye og længere observationer af Chandra opnået i 2018, foretog et team ledet af Kayhan Gultekin fra University of Michigan en dybere søgning efter det sorte hul i midten af galaksen. De overvejede også en alternativ forklaring, hvor det sorte hul blev skubbet ud efter sammenlægningen af to galakser, hver med sit eget hul, for at danne den observerede galakse.
Når sorte huller smelter sammen, producerer de bølger i rumtiden kaldet gravitationsbølger. Hvis det store antal gravitationsbølger, der genereres ved en sådan begivenhed, var stærkere i en retning end en anden, forudsiger teorien, at det nye, endnu mere massive sorte hul ville være blevet sendt med fuld hastighed fra galaksenes centrum i den modsatte retning. Dette kaldes et tilbagegående sort hul.
Astronomer har ikke fundet endegyldig dokumentation for tilbagegang i sorte huller, og det vides ikke, om supermassiver kommer tæt nok på hinanden til at producere gravitationsbølger og smelte sammen. Indtil videre har de kun verificeret nedsmeltninger af meget mindre objekter. At finde en større tilbagegang ville opmuntre forskere til at søge efter gravitationsbølger fra sammenlægning af supermassive sorte huller.
Indirekte signaler
Forskere mener, at dette kunne have fundet sted i centrum af Abell 2261 ved to indirekte tegn. For det første afslører data fra optiske observationer fra Hubble og Subaru -teleskopet en galaktisk kerne, det centrale område, hvor antallet af stjerner i galaksen har en maksimal værdi, meget større end forventet, for en galakse af dens størrelse. Det andet tegn er, at den tætteste koncentration af stjerner i galaksen er mere end 2,000 lysår fra midten, overraskende fjernt.
Under en fusion synker det supermassive sorte hul i hver galakse mod midten af den nyligt fusionerede galakse. Hvis de holdes sammen af tyngdekraften, og deres kredsløb begynder at krympe, forventes sorte huller at interagere med de omkringliggende stjerner og udvise dem fra midten af galaksen. Dette ville forklare den store kerne i Abell 2261.
Stjernernes koncentration uden for midten kan også have været forårsaget af en voldsom begivenhed som fusion af to supermassive sorte huller og den efterfølgende rekyl af et enkelt, større sort hul.
Ingen spor i stjernerne
Selvom der er indikationer på, at en sort hulfusion fandt sted, viste hverken Chandra eller Hubble -data tegn på selve det sorte hul. Forskerne havde tidligere brugt Hubble til at søge efter en gruppe stjerner, der kunne have været fejet væk af et tilbagegående sort hul. De studerede tre klynger nær midten af galaksen og undersøgte, om stjernernes bevægelser i disse klynger er høje nok til at antyde, at de indeholder et 10 milliarder solmasser sort hul. Der blev ikke fundet klare beviser for et sort hul i to af grupperne, og stjernerne i den anden var for svage til at drage nyttige konklusioner.
De har også tidligere undersøgt observationer af Abell 2261 med NSF's Karl G. Jansky Very Large Array. Radioemission, der blev opdaget nær midten af galaksen, antydede, at aktiviteten af et supermassivt sort hul var sket der for 50 millioner år siden, men det tyder ikke på, at galaksens centrum i øjeblikket indeholder et sådant sort hul.
De tog derefter til Chandra for at søge efter materiale, der havde overophedet og produceret røntgenstråler, da det faldt ned i det sorte hul. Mens dataene afslørede, at den tætteste varme gas ikke var i midten af galaksen, blev den hverken vist i midten af klyngen eller i nogen af stjerneklyngerne. Forfatterne konkluderede, at der enten ikke er noget sort hul på nogen af disse steder, eller at det tiltrækker materiale for langsomt til at producere et påviseligt røntgensignal.
Mysteriet om placeringen af dette gigantiske sorte hul fortsætter. Selvom søgningen mislykkedes, håber astronomerne, at James Webb -rumteleskopet kan afsløre dets tilstedeværelse. Hvis Webb ikke kan finde det, så er den bedste forklaring, at det sorte hul har bevæget sig langt nok væk fra midten af galaksen.
