Det er nesten hundre år siden forskere fikk den første mistanken:

Det ligger noe digert, i midten av galaksen vår.

Teleskoper hadde fanget opp radiobølger fra det tåkelagte senteret av Melkeveien. Men hva var det som befant seg der inne?

De siste tiårenes forskning har gitt kraftige hint.

Studier har for eksempel vist at mange andre galakser har et supermassivet sort hull i midten. Og målinger av bevegelsene til stjerner nær Melkeveiens sentrum har bekreftet at også vår galakse har et massivt objekt i hjertet.

Etter det vi vet i dag, kan ingen andre fenomener enn et sort hull samle så mye masse på et såpass lite område.

Mange har altså regnet med at objektet, som har fått navnet Sagittarius A*, må være et massivt sort hull.

Men ingen har sett det direkte. Før nå.

– Gjennombrudd

I dag presenterte det internasjonale forskningsprosjektet Event Horizon Telescope Project det de har drømt om og jobbet for i årevis:

Det aller første bildet av Sagittarius A* - det supermassive sorte hullet som befinner seg i midten av Melkeveien, 27.000 lysår unna oss.

Håkon Dahle er astrofysiker og gjesteforsker ved Institutt for teoretisk astrofysikk ved Universitetet i Oslo. Han fulgte pressekonferansen torsdag og betegner de nye resultatene som et gjennombrudd.

- Det er virkelig første gang vi ser et bilde av det sorte hullet i vår egen galakse, sier han til forskning.no.

Spinnende sort hull

Bildet forteller forskerne mye.

Det viser at det sorte hullet har en masse som er fire millioner ganger større enn vår egen sol. I forhold til den enorme massen, er Sagittarius A* likevel ikke så stort i utstrekning. Radiusen er på rundt seks millioner kilometer.

Dersom det sorte hullet hadde ligget midt i solsystemet vårt, ville det nå omtrent ut til Merkurs bane.

Bildet viser at det supermassive sorte hullet ligger rett mot oss, og at det spinner. Dette er svært viktig informasjon for å kunne tolke observasjoner av hva som skjer der ute, sa forskerne på pressekonferansen der de presenterte funnet.

Forbløffende like

Det som gjør dagens funn enda mer interessant, er at teamet bak Event Horizon Telescope Project har tatt et lignende bilde før.

I 2019 presenterte gruppen det aller første bildet som noensinne var tatt av et supermassivt sort hull. Fotoobjektet den gangen ligger i midten av galaksen Messier 87, over 50 millioner lysår unna.

• Les mer: Her er det første bildet av et sort hull: – Dette er helt fantastisk, og det er akkurat som forventet

Og nå viser dagens bilde av Sagittarius A* at de to sorte hullene er forbløffende like.

Det er oppsiktsvekkende. For på alle andre måter er de svært ulike. Det sorte hullet i Messier 87 er helt ufattelig gigantisk – over seks milliarder ganger så massivt som sola. Og dermed 1.600 ganger større enn Sagittarius A*.

De to galaksene er også helt forskjellige. Melkeveien er en middels spiralgalakse, mens Messier 87 er en enorm ellipsegalakse – trolig et resultat av at flere galakser med sine supermassive sorte hull har krasjet og smeltet sammen.

Spinner rundt på under fem minutter

Størrelsesforskjellen mellom de to sorte hullene påvirker forholdene rundt dem.

Omkring et sort hull spinner en skive med gass og støv i nesten lysets hastighet. Siden det sorte hullet på Messier 87 er så stort, bruker gassen der uker på en runde.

Støvet rundt Sagittarius A* spinner derimot rundt på under fem minutter.

Og likevel ser de to supermassive sorte hullene altså nesten like ut.

– Dette forteller oss at det er generell relativitet som styrer disse objektene på nært hold, og forskjeller vi ser på lengre avstand må skyldes ulikheter i materialet som omgir det sorte hullet, sier Sera Markoff, professor ved University of Amsterdam og en av lederne av Event Horizon Telescope Project.

Bekrefter Einsteins teorier

Dette gjør det nye bildet til nok en fjær i hatten for Albert Einstein. Hans generelle relativitetsteori, presentert tidlig på 1900-tallet, forutsier at de sorte hullene skal oppføre seg slik.

Da teamet presenterte bildet av sentrum i Messier 87 i 2019, var mange forskere begeistret over at formen var nøyaktig slik Einsteins teorier hadde forutsagt.

Og dagens bilde er altså enda en bekreftelse.

– Hovedresultatet er at man ser den lysende ringen til det sorte hullet, og at det har den diameteren man skulle forvente hvis den generelle relativitetsteorien fra Einstein er riktig, sier astrofysiker Dahle.

Målingene stemte

Forskere har tidligere fått nokså nøyaktige målinger av massen til det sorte hullet. Det har de klart ved å måle hastigheten til de innerste stjernene i galaksen. De spinner rundt det massive objektet i stor fart. Ut fra dette hadde man en klar idé om hva diameteren på det sorte hullet skulle være.

– Det viste seg at målingene og de nye resultatene stemte fullstendig overens. Det betyr da at Einstein og hans teori har klart nok en test, sier Dahle.

En av forskerne ved dagens pressekonferanse spøkte:

– Ville Einstein ha smilt om han så dette?

Ja, han ville nok ha vært henrykt over mulighetene dette gir for å gjøre enda grundigere tester av relativitetsteorien, mente forskeren.

Teleskop på størrelse med jorda

For selv om forskerne bak Event Horizon Telescope Project faktisk har nådd målet de satte seg da prosjektet startet, mente de dette bare var begynnelsen.

Metodene de nå har utviklet gjør det mulig å studere fysikken bak Melkeveiens sorte hull.

En av utfordringene forskergruppa har måttet løse, er at det trengs et ekstremt stort teleskop for å kunne se igjennom slørene i midten av Melkeveien og få et skikkelig bilde av Sagittarius A*.

Teleskopet må faktisk være like stort som jorda selv. I tillegg må instrumentet stå på et sted med svært lite forstyrrelser fra damp og andre partikler i atmosfæren.

Og det er akkurat dette teamet bak Event Horizon Telescope Project har fått til.

De har nemlig koblet sammen teleskoper på avsidesliggende steder over hele jorda: I Atacama-ørkenen i Chile, på en fjelltopp på Hawaii, i isødet på Sørpolen og mange andre steder.

Alle disse teleskopene, og hundrevis av forskere, har jobbet sammen om å skaffe gode nok data.

Selv om bildet kan se både enkelt og litt uklart ut for oss vanlige, finnes det utrolig mye informasjon i dataene fra teleskopene.

Så hva er det egentlig vi ser?

Det som lyser mot oss på bildet, er varm gass, eller rettere sagt plasma, som spinner rundt det sorte hullet. Plasma er gass hvor elektroner er revet vekk fra atomkjernene, forteller Dahle.

– Når denne gassen faller inn mot det sorte hullet, mister den energi ved å falle inn. Den potensielle energien som går tapt, blir omgjort til bevegelsesenergi som varmer opp gassen. Det blir en slags friksjon som varmer opp gassen.

Det får gassen til å lyse i forskjellige bølgelengder.

Noe av lyset vi ser, kommer også fra baksiden av det sorte hullet. På sin vei blir det avbøyd fordi det sorte hullet krummer selve rommet

– I midten ser vi en slags skygge som skapes ved at du har et objekt der som absorberer all stråling, sier Dahle. Et sort hull et legeme som ikke noe kan unnslippe fra, selv ikke lys. Det betyr at det er helt mørkt.

Den lysende ringen har også tre mer lyssterke felter. Dahle sier at forskerne enda ikke kan si sikkert om dette skyldes faktiske ujevnheter i ringen eller om det skyldes hvordan bildet er tatt.

Hadde ønsket seg enda litt mer

Dahle hadde håpet på at forskerne også ville legge frem en film som viser variasjonen i hvordan gassen lyser rundt det sorte hullet over tid.

Han synes det er spennende at forskerne ga signaler om at det nok vil være mulig å frem enda bedre bilder i fremtiden.

– Grunnen til noe av uskarpheten i bildet skyldes rett og slett at radiobølgene blir spredt på veien fra senteret av galaksen til oss. Frie elektroner langs synslinjen vil spre radiobølgene litte grann.

– Ved å gjøre nye målinger på en annen bølgelengde hvor spredningen er mindre så kan man få et enda skarpere bilde.

Hva ville vi sett om var i nærheten av det sorte hullet?

Hva ville vi sett hvis vi ser for oss at vi dro til hjertet av galaksen og så det supermassive svarte hullet med egne øyne?

– Man ville da se denne ringen, men det er litt vanskelig å vite akkurat hvordan det ville sett ut i synlig lys. Det er fordi alt vi måler i dette området er enten infrarød stråling eller radiostråling. Det er fordi det er så mye støv langs synslinjen som absorberer synlig lys. Det er bare infrarød stråling og radiostråling som slipper igjennom.

– Men vi ville antageligvis sett en slags lysende ring. Ikke så ulikt den på bildet, men mye skarpere, sier Dahle.

Så ville vi sett de nærmeste stjernene som går rundt det svarte hullet i stor fart.

– Om man var i nærheten, så ville man også se veldig merkelig optiske fenomener når man ser mot det svarte hullet, sier Dahle.

Lys fra baksiden av det sorte hullet avbøyes.

– Om det var en stjerne som befant seg bak det sorte hullet, så ville man kunne se flere bilder av den samme stjerna fordi lyset ville kunne ta forskjellige retninger rundt det sorte hullet. Bakgrunnen av stjerner ville se veldig merkelig ut og endre seg med tiden etter hvert som man beveget seg rundt det sorte hullet.