Vísindamenn trúa því að yfirmassað svarthol leynist í miðju nánast hverrar vetrarbrautar í alheiminum, með massa sem er milljón eða milljarðar sinnum meiri en sólarinnar og gríðarlegur þyngdarafl er ábyrgur fyrir því að halda öllum stjörnum saman. Hins vegar virðist hjarta Abell 2261 vetrarbrautaþyrpingarinnar, sem er staðsett um 2.7 milljörðum ljósára frá jörðu, brjóta kenninguna. Þar benda reglur stjarneðlisfræðinnar til þess að það ætti að vera risastórt skrímsli á milli 3,000 og 100,000 milljónir sólmassa, sambærilegt við þyngd nokkurra stærstu sem vitað er um. Hins vegar, eins mikið og vísindamenn leita stöðugt, þá er engin leið að finna það. Nýjustu athuganirnar með Chandra röntgenstjörnustöð NASA og Hubble geimsjónaukanum kafa aðeins í ráðgátuna.
Stjörnufræðingar höfðu þegar leitað eftir Chandra gögnum sem fengust árin 1999 og 2004 og höfðu leitað í miðbæ Abells að 2,261 merki um ofurstórt svarthol. Þeir voru að leita að efni sem hafði ofhitnað þegar það datt í svartholið og framkallaði röntgengeislun, en þeir fundu ekki slíka heimild.
Hraktur eftir sameiningu
Nú, með nýjum og lengri athugunum á Chandra sem fengust árið 2018, gerði teymi undir forystu Kayhan Gultekin við háskólann í Michigan dýpri leit að svartholinu í miðju vetrarbrautarinnar. Þeir íhuguðu einnig aðra skýringu þar sem svartholinu var hleypt út eftir sameiningu tveggja vetrarbrauta, hvor með sinni eigin holu, til að mynda vetrarbrautina.
Þegar svarthol sameinast framleiða þær bylgjur í geimnum sem kallast þyngdaraflbylgjur. Ef fjöldi þyngdarbylgjna sem myndast við slíkan atburð væri sterkari í eina átt en aðra, spáir kenningin um að nýja, enn massameira svartholið hefði verið sent á fullum hraða frá miðju vetrarbrautarinnar í gagnstæða átt. Þetta er kallað að hverfa svarthol.
Stjörnufræðingar hafa ekki fundið neinar endanlegar vísbendingar um hrörun svarthols og ekki er vitað hvort ofurmassa kemst nógu nálægt hvort öðru til að framleiða þyngdarbylgjur og sameinast. Hingað til hafa þeir aðeins staðfest bráðnun mun smærri hluta. Að finna stærri hrökkvandi mynd hvetur vísindamenn til að leita að þyngdarbylgjum frá sameiningu ofurmassaðra svarthola.
Óbein merki
Vísindamenn telja að þetta gæti hafa átt sér stað í miðju Abell 2261 með tveimur óbeinum merkjum. Í fyrsta lagi sýna gögn frá sjónmælingum frá Hubble og Subaru sjónaukanum vetrarbrautarkjarna, miðsvæðinu þar sem fjöldi stjarna í vetrarbrautinni hefur hámarksgildi, miklu stærra en búist var við, fyrir vetrarbraut af stærð sinni. Annað merki er að þéttasti styrkur stjarna í vetrarbrautinni er meira en 2,000 ljósára frá miðju, furðu fjarlægur.
Við sameiningu sekkur ofurmassaða svartholið í hverri vetrarbraut í átt að miðju nýrrar sameinaðrar vetrarbrautar. Ef þeim er haldið saman af þyngdaraflinu og braut þeirra byrjar að minnka er búist við að svarthol hafi samskipti við stjörnurnar í kring og reki þær úr miðju vetrarbrautarinnar. Þetta myndi útskýra stóra kjarna Abell 2261.
Styrkur stjarna utan miðju gæti einnig hafa stafað af ofbeldisfullum atburði eins og sameiningu tveggja ofurmassaðra svarthola og síðari hrörnun eins stærra svarthols.
Engin ummerki í stjörnunum
Þó að vísbendingar séu um að sameining svarthols hafi átt sér stað, hvorki Chandra né Hubble gögn sýndu vísbendingar um svartholið sjálft. Vísindamennirnir höfðu áður notað Hubble til að leita að hópi stjarna sem hefði getað sópað burt með svartholi á undanhaldi. Þeir rannsökuðu þrjá þyrpinga nálægt miðju vetrarbrautarinnar og skoðuðu hvort hreyfingar stjarnanna í þessum þyrpingum séu nógu háar til að gefa til kynna að þær innihaldi 10 milljarða sólmassa svarthol. Engar skýrar vísbendingar fundust um svarthol í tveimur hópanna og stjörnurnar í hinum voru of daufar til að draga gagnlegar ályktanir.
Þeir rannsökuðu einnig áður athuganir á Abell 2261 með Karl G. Jansky, NSF Very Large Array, frá NSF. Útvarpslos sem fannst nálægt miðju vetrarbrautarinnar benti til þess að virkni ofurmassins svarthols hefði átt sér stað þar fyrir 50 milljón árum síðan, en það bendir ekki til þess að miðja vetrarbrautarinnar innihaldi nú svo svarthol.
Þeir héldu síðan til Chandra til að leita að efni sem hafði ofhitnað og framleitt röntgengeisla þegar það féll í svartholið. Þó gögnin leiddu í ljós að þéttasta heita gasið var ekki í miðju vetrarbrautarinnar, var það hvorki sýnt í miðju þyrpingarinnar né í neinum stjörnuþyrpingum. Höfundarnir komust að þeirri niðurstöðu að annaðhvort sé ekkert svarthol á neinum þessara staða, eða að það dragi efni of hægt til að mynda greinanlegt röntgenmerki.
Leyndardómurinn um staðsetningu þessa risavaxna svarthols heldur áfram. Þrátt fyrir að leitin hafi ekki borið árangur vonast stjörnufræðingar til þess að James Webb geimsjónaukinn geti leitt í ljós að hann er til staðar. Ef Webb getur ekki fundið það, þá er besta skýringin sú að svartholið hefur færst nógu langt frá miðju vetrarbrautarinnar.
