Astronomer, som använde rotationshastigheten för en accretionsdisk, mätt massan av ett svart hål, vilket var 660 miljoner gånger mer massivt än solen.
Även om vi vet att svarta hål är stora, men hur mäter astronomer sin massa? Vi kan inte bara komma in och väga dem. Lyckligtvis har astronomer många kloka sätt att mäta massan av föremål i universum, och svarta hål är inget undantag.
Genom att använda det största och kraftfullaste observatoriet på planeten kunde astronomer se i detalj den centrala delen av en elliptisk galax som heter NGC 1332, som ligger cirka 75 miljoner ljusår från oss, för att få en detaljerad bild av virvlande gaser runt ett centralt supermassivt svart hål. Trots det faktum att de flesta kända galaxerna har enorma svarta hål i sina kärnor, är det svarta hålet i centrum av NGC 1332 660 miljoner gånger mer massivt än vår Sun.
Atakam Big millimeter / submillimeternätet (ALMA) i Chile användes för att uppnå denna höga noggrannhet, men det såg inte direkt på det svarta hålet, det följde den rasande spärren av galaktiska gaser som fastnade inuti det svarta hålets djupa hål.
"För att beräkna massan av ett svart hål i galaxens centrum måste vi mäta hastigheten på någonting som roterar runt det", säger Aaron Barth vid University of Irvine i Kalifornien och leder författare till en studie publicerad i Astrophysical Journal. "För en noggrann mätning måste vi granska i detalj galaxens mittpunkt, där gravitationen i ett svart hål är den dominerande kraften." "ALMA är ett fantastiskt nytt verktyg för att göra dessa observationer."
Vi vet alla att svarta hål är svarta. Deras massa har så stor gravitation, att ingenting, inte ens ljus, kan komma undan en gravitationsfälla. Eftersom vi inte kan se dem kan astronomer upptäcka närvaron av svarta hål med andra indirekta medel. Ett sätt är att mäta heta gasutsläpp som fångas av svarta håltillförselskivan. Ett annat sätt: att observera hur massan av ett svart hål deformerar rumstiden, böjer ljuset runt det.
I fallet med NGC 1332 är det möjligt att överväga en kall molekylär gas som ligger i närheten av ett svart hål. Att veta gasmolnets avstånd från det svarta hålet, med hjälp av ALMA, kan du mäta det svarta hålets massa med stor noggrannhet. Hon är verkligen monstrous.
I den här galaxen är gasen plattad i en stor skiva som roterar runt ett svart hål med en radius på 800 ljusår. För jämförelse är avståndet från vårt solsystem till närmaste stjärnsystem Alpha Centauri lite över 4 ljusår. Radien av denna kolossala struktur är 200 gånger bredare. Vid synliga våglängder kan denna skiva inte ses fullt och ser ut som en silhuett mot bakgrunden av tätt packade stjärnor. Men ALMA avsöker utrymme i radiobandet, och sedan den kalla gasskivan genererar radioemission, tillåter astronomer att skilja mellan "små" strukturer, bara 15 ljusår, inuti disken. Denna fantastiska mätnoggrannhet gjorde det möjligt att se "svart inflytande" av ett svart hål inom 80 ljusår från mitten. Gaser i denna region roterar med en hastighet av mer än 300 miles per sekund.
Tidigare mätningar av svart hålmassage baserades på observationer av synligt ljus från joniserad gas i heta skivor. Även om observatörer som Hubble Space Telescope kan beräkna massan av svarta hål är dessa heta ackretionsskivor i sig turbulenta. Detta bidrar till en större grad av osäkerhet vid synliga mätningar av ljus.
Men utsläpp från kall molekylär gas (i detta fall kolmonoxid eller CO-utsläpp) i expanderade skivor kommer från mycket lugnare förhållanden, vilket ger astronomer oöverträffad noggrannhet att mäta.
