Vi bor i den inre kanten av en av Vintergatans spiralarmar, en skimrande kurva mot bläckigt mörker. Res i tusentals ljusår i en riktning, förbi otaliga stjärnor, otaliga planeter och otaliga månar, och du skulle nå den yttre kanten av Vintergatan, där de sista bitarna av vår galax ger vika för den vidsträckta stillheten i intergalaktiskt medium. Res ungefär samma sträcka åt andra hållet, förbi ännu fler stjärnor och planeter och månar, genom glittrande moln av damm, och du kommer att hamna i hjärtat av galaxen, vid ett av de mest mystiska landmärkena i universum.
För första gången i mänsklighetens historia behöver du inte föreställa dig det. Med hjälp av teleskop som är kraftfulla nog att sträcka ut vår uppfattning över outgrundliga avstånd, har astronomer gjort ett kosmiskt vykort: den första bilden någonsin av det supermassiva svarta hålet i mitten av Vintergatan.
Se Skytten A* (uttalas ”A-stjärna”), ett himlaobjekt som har en massa på 4 miljoner solar men som bekvämt kan passa in i Merkurius omloppsbana, den planet som ligger närmast solen.
Bilden kommer från observationer gjorda av ett nätverk av radioteleskop som spänner över fyra kontinenter, som en del av ett projekt som kallas Event Horizon Telescope. Detta är bara andra gången som astronomer i denna ansträngning har fångat ett av dessa objekt så detaljerat. Den första bilden, av det supermassiva svarta hålet i mitten av den närliggande galaxen Messier 87, eller M87 för kort, släpptes 2019 med stor fanfar. Einstein hade förutspått förekomsten av svarta hål – osynliga punkter i tomrummet där gravitationen förvränger själva rymdens väv – mer än ett sekel tidigare, och här fanns äntligen fotografiska bevis på ett sådant. Den bilden markerade en enorm prestation inom vetenskapsområdet. Men den här, av Skytten A*, känns lite annorlunda, mer speciell. Astronomer tror att supermassiva svarta hål är i centrum för de flesta stora galaxer, vilket betyder att universum är fullt av dessa objekt. Men den här är närmast oss. Den här är vår.
”Jag tror inte att jag någonsin haft en känslomässig anknytning till M87,” berättade Feryal Özel, en astrofysiker vid University of Arizona som arbetar på Event Horizon Telescope. Özel har tillbringat större delen av sin karriär med att studera Skytten A* och försöka förstå dess distinkta natur och egenheter. Den här, sa hon, ”jag känner att jag vet.”
Och fortfarande, vi ser inte riktigt Skytten A*, inte riktigt. Astronomer kan inte ta en riktig bild – på det sätt som vi icke-astronomer skulle anse det – eftersom svarta hål per definition är osynliga. Så bilden som släpptes idag visar inte själva det svarta hålet. Astronomer har fångat Skytten A* i siluett. Bilden avslöjar skuggan som det oerhört täta svarta hålet kastar mot den glödande kosmiska gasen som virvlar runt det. Liksom det svarta hålet i M87 liknar Skytten A* en munk. Faktum är att den har en kuslig likhet med körsbärs- och ostdanska som serverades på presskonferensen som astronomer höll i Washington, DC för att avslöja resultatet.
Astronomer gjorde observationerna som producerade den här bilden våren 2017. Åtta markbaserade teleskop – två vardera på Hawaii och Chile, och ett vardera i Arizona, Mexiko, Spanien och Antarktis – skannade himlen samtidigt i flera dagar. Observationerna, lagrade på hundratals datordiskenheter, var då skickas till labb i USA och Tyskland, där forskare tittade på data som arkeologer på en grävplats, och borstade bort bruset för att gräva ut signalen från ett supermassivt svart hål. De hade följt en liknande process för att avslöja M87:s svarta hål, som observerades under samma körning 2017.
Men att rita ut Skytten A* var mycket svårare. Det supermassiva svarta hålet i M87 är 1 500 gånger mer massivt än Skytten A*, vilket betyder att det kosmiska materialet runt det kretsar ganska långsamt och flimrar på tidsskalan av dagar. Sakerna runt den mindre Skytten A* rör sig snabbare, förändras inom timmar eller till och med minuter, vilket gör miljön mer utmanande att fånga, berättade Özel för mig. Utöver det, även om Skytten A* bara är 27 000 ljusår från jorden – och ”bara” är ganska passande när man betänker att det svarta hålet i M87 är 55 miljoner ljusår från jorden – är vårt supermassiva svarta hål svårare att ser. ”Vi tittar igenom allt som är mellan oss och galaxens centrum, medan vi för M87 tittar ut och bort från Vintergatan,” sa Özel. Alla kosmiska saker mellan oss och det galaktiska centret kan göra att ljuset som kommer från det galaktiska centret verkar förvrängt i data. ”Vi var tvungna att verkligen förstå den här effekten och subtrahera den från våra bilder korrekt,” sa Özel.
Den nya bilden är ytterligare ett bevis på att det supermassiva svarta hålet i mitten av galaxen är, ja, precis det. Einstein publicerade teorierna som förutspådde förekomsten av sådana föremål 1916, men de första riktiga observationskampanjerna började inte förrän på 1970-talet. Under det decenniet upptäckte astronomer en mystisk, kompakt källa för radioemissioner i det galaktiska centrumet som verkade som om det kunde vara ett svart hål, ”men det var inte många som trodde på oss då”, Reinhard Genzel, astrofysiker vid Max Planck Institute for Extraterrestrial Fysiker som studerar Skytten A* men inte var involverad i den senaste forskningen, berättade för mig. Det skulle ta årtionden av ytterligare forskning för att visa att det inte finns någon annan förklaring till det mystiska föremålet i Vintergatans kärna. Under de senaste åren har team ledda av Genzel och UCLA-astrofysikern Andrea Ghez fångat mycket detaljerat några av stjärnorna närmast det svarta hålet, som ur vårt perspektiv ser ut att svänga vilt runt en osynlig punkt i rymden. År 2020 delade Genzel och Ghez på Nobelpriset i fysik för att ha tillhandahållit det mest övertygande beviset för förekomsten av Vintergatans centrala svarta hål.
Och det galaktiska centret, har forskare lärt sig, är en konstig plats. De blev förvånade över att till exempel upptäckte att de flesta av stjärnorna som samlas nära Skytten A* är unga snarare än gamla, en upptäckt som går emot allt astronomer förstår om stjärnbildning. ”Det betyder att stjärnorna måste ha bildats mycket nära det svarta hålet,” berättade Tuan Do, en astrofysiker vid UCLA som studerar det galaktiska centret. Men Skytten A* ”skapar enorma mängder gravitation i denna region, så gasmoln som bildar stjärnor bör slitas isär i denna region.” För kanske för länge sedan, tiotals miljoner år i det förflutna, ringades det svarta hålet av en virvlande gasskiva som roterade så snabbt att fickor av den antändes till stjärnor. Den miljön är borta idag; Skytten A*, när det gäller supermassiva svarta hål, anses vara relativt tyst.
Tyst betyder inte tråkigt. Även om Einsteins teorier ledde till upptäckten av svarta hål, vet forskarna fortfarande inte om gravitationsreglerna som vi förstår dem gäller under sådana extrema, okända förhållanden. 2019 års resultat visade att skuggan av en händelsehorisont är, som förutspått, sfärisk. Men ”våra bästa teorier kommer fortfarande till korta”, sa Ghez till mig. ”Svarta hål representerar det grundläggande sammanbrottet i vår förståelse av hur gravitationen fungerar,” sa hon. Skytten A* sträcker ut några närliggande himmelska föremål som taffy, som svarta hål brukar göra, men dessa föremål är hundratals gånger större än vad modeller förutspår. Och forskare är fortfarande långt ifrån att förstå vad som händer i det inre av ett svart hål, bortom den punkt där ingen återvändo går.
Även i denna mycket märkliga del av vårt kosmiska område, tyder vissa bevis på, att stjärnor kan vara värd för planeter, världar som formas av det distinkta kaoset i deras miljö. ”Vi ser binära stjärnsystem i det galaktiska centrumet, vilket betyder att två stjärnor kan hålla ihop, trots de starka tidvattenkrafterna från det svarta hålet och den kaotiska miljön,” Jessica Lu, en astrofysiker vid UC Berkeley som studerar stjärnbildning i det galaktiska centrum, berättade för mig. ”Så kanske planeter kan bildas och överleva också.” I det galaktiska centrumet skulle de få tomma ljusår som skiljer vår sol från sin närmaste stjärngranne vara fulla av stjärnor. Och på en natthimmel i mitten av Vintergatan, skulle dessa stjärnor synas lika ljusa som fullmånar. ”Vi kunde besöka dem inom rimlig tid, och vår stjärna kan riskera att bli träffad av en annan stjärna,” sa Do. ”Vi skulle förmodligen alla vara astronomer, för vi skulle bry oss mycket mer om vad som händer på himlen.”
För Ghez är den nya bilden av Skytten A* ett viktigt bidrag till astrofysiken. Det är hennes svar när hon tänker som en vetenskapsman. När hon tar en stund för att överväga arbetet på ett annat, mer sentimentalt sätt, uppskattar hon ”det faktum att vi som människor, som är så ändliga och små, kan ha denna förståelse för saker som är så enorma.” Och inte bara det, utan att känna någon form av släktskap med det. ”Jag älskar att prata om vår galaxi motsats till than Vintergatan,” Hon sa. ”Det är vårt hem.”
Inlägget Se, det svarta hålet i mitten av vår galax dök upp först Atlanten.
