Pressmeddelande

ESO-instrument identifierar det närmaste kända svarta hålet

Två stjärnor synliga för blotta ögat kretsar kring ett osynligt objekt

6 maj 2020, Skurup

Ett forskarlag bestående av astronomer från European Southern Observatory (ESO) och andra institutioner har upptäckt ett svart hål på bara 1000 ljusårs avstånd. Det är närmare något annat svart hål man känner till och bildar ett trekropparssystem som kan ses med blotta ögat. Astronomerna fann indikationer på det svarta hålets existens genom att följa stjärnkompanjonernas rörelser med MPG/ESO:s 2,2-metersteleskop vid ESO:s La Sillaobservatorium i Chile. Detta svarta hål kan vara ett av många fler av liknande slag som återstår att hittas i galaxen.

“Vi blev mycket förvånade när vi insåg att detta stjärnsystem med sitt svarta hål kan ses med blotta ögat” säger Petr Hadrava, senior forskare vid Tjeckiska Vetenskapsakademin i Prag och medförfattare till studien. Systemet är beläget i stjärnbilden Telescopium och ligger så nära oss att dess stjärnor kan ses med blotta ögat från södra halvklotet en mörk och klar natt. “Detta system är det närmaste vi känner till” säger ESO-astronomen Thomas Rivinius som ledde studien som publiceras i dag i Astronomy & Astrophysics.

 

Forskarlaget observerade systemet, HR 6819, inom ett projekt för studier av dubbelstjärnor. När observationerna analyserades upptäckte de oväntat ett tredje objekt i systemet: ett svart hål. Observationerna med FEROS-instrumentet på MPG/ESO:s 2,2-metersteleskop på La Silla visade att den ena av de två stjärnorna kretsade kring ett osynligt objekt med en period av 40 dygn, medan de andra stjärnan befinner sig på ett stort avstånd från dessa två täta komponenter.

 

Dietrich Baade, seniorastronom vid ESO i Garching och medförfattare till studien, säger att “observationerna som krävdes för att identifiera omloppstiden på 40 dygn var utspridda över en period av flera månader. Observationer av detta slag var bara möjliga tack vare serviceobservationer, en observationsmetodik som ESO var först med och som innebär att observationerna utförs av ESO-anställda astronomer på uppdrag av de forskare som behöver dem.”

 

Det svarta hålet i HR 6819 är ett av de första kända med sollik massa som inte samverkar starkt med omgivningen, och därför är fullständigt svart. Men dess existens kunde härledas och dess massa bestämmas från den inre stjärnans rörelse. “Ett osynligt objekt med en massa som är minst fyra gånger större än solens kan bara vara ett svart hål” sammanfattar Rivinius, som arbetar i Chile.

 

Astronomerna har bara identifierat ett tjugotal svarta hål i vår galax Vintergatan. Nästan samtliga samverkar intensivt med sin omgivning vilket gör deras existens uppenbar tack vare att de utsänder röntgenstrålning. Men det uppskattas att stora mängder stjärnor har kollapsat till svarta hål i slutet av sina liv under Vintergatans historia. Det tysta och osynliga svarta hålet i HR 6819 ger ledtrådar till var de andra osynliga svarta hålen i Vintergatan gömmer sig. “Det måste finnas hundratals miljoner svarta hål i galaxen, men vi känner bara till några få. Kunskap om vad vi letar efter gör det lättare att identifiera dem” säger Rivinius. Baade tillägger att upptäckten av ett svart hål i ett trippelsystem så nära oss indikerar att vi bara ser “toppen av ett isberg”.

 

Redan i dag tror astronomerna att deras upptäckt kan bringa klarhet i egenskaperna hos ett annat system. “Vi insåg att ett annat system, LB-1, möjligen också är ett trippelsystem, men vi behöver fler observationer för att vara säkra” säger Marianne Heida, en postdoktorastronom vid ESO och medförfattare till studien. “LB-1 är något längre från solen men fortfarande närbelägen med astronomiska mått mätt, vilket indikerar att många fler system av samma slag existerar. Genom att hitta och studera dem kan vi lära oss mycket om hur dessa ovanliga stjärnor, med massor större än 8 solmassor, bildas och utvecklas, och slutligen avslutar sina liv i supernovaexplosioner som efterlämnar ett svart hål.”

 

Upptäckten av dessa trippelsystem med ett par inre och en avlägsen stjärnkompanjon kan också ge ledtrådar till förståelsen av de våldsamma kosmiska kollisioner som ger upphov till gravitationsvågor, tillräckligt starka för att detekteras på jorden. Vissa astronomer tror att sådana fenomen kan ske i system som är snarlika HR 6819 och LB-1, men där det inre paret utgörs av ett svart hål och en neutronstjärna. Det avlägsna yttre objektet kan samverka gravitationellt med det inre paret så att en kollision mellan dem sker som även utstrålar gravitationsvågor. Även om det inte ingår någon neutronstjärna i HR 6819 och LB-1 kan kanske dessa system hjälpa forskarna att förstå hur stjärnkollisioner sker i trippelsystem.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln  “A naked-eye triple system with a nonaccreting black hole in the inner binary”, som publiceras i dag i tidskriften Astronomy & Astrophysics.

 

I forskarlaget ingår Th. Rivinius (European Southern Observatory, Santiago, Chile), D. Baade (European Southern Observatory, Garching, Tyskland [ESO Tyskland]), P. Hadrava (Astronomical Institute, Academy of Science of Czechia, Prag, Tjeckien), M. Heida (ESO Tyskland) och R. Klement (The CHARA Array of Georgia State University, Mount Wilson Observatory, Mount Wilson, USA).

 

ESO är Europas främsta mellanstatliga samarbetsorgan för astronomisk forskning och med råge världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det har 16 medlemsländer: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikel
• Foton av MPG/ESO:s 2,2-metersteleskop
• Foton av ESO:s La Sillaobservatorium

Kontakter

Dietrich Baade
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel: +49-89-6096295
E-post: dbaade@eso.org

Petr Hadrava
Academy of Sciences of the Czech Republic
Prague, Czechia
E-post: petr.hadrava@asu.cas.cz

Marianne Heida
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel: +49-157-37744840
E-post: mheida@eso.org

Thomas Rivinius
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Tel: +56 9 8288 4950
E-post: triviniu@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Mobil: +49 151 241 664 00
E-post: pio@eso.org

Johan Warell (press contact Sverige)
ESO Science Outreach Network
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
Email: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2007 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.