Pressemeddelelse

Det nærmeste sorte hul er alligevel ikke noget sort hul

2. marts 2022

I 2020 meddelte et forskerhold ledet af astronomer fra European Southern Observatory (ESO), at man havde fundet de sorte hul, som befinder sig tættest ved Jorden; blot 1000 lysår borte i stjernesystemet HR 6819. Andre forskere havde deres tvivl om rigtigheden af opdagelsen - her iblandt et internationalt hold med udgangspunkt ved KU Leuven i Belgien. I en videnskabelig artikel, som offentliggøres idag, og som er et samarbejde imellem de to hold astronomer, meddeler forskerne, at der alligevel ikke er tale om et sort hul i HR 6819, men istedet en "vampyr"-dobbeltstjerne set på et meget sjældent og kortlivet tidspunkt i sin udvikling.

Den originale artikel om HR 6819 fik ganske meget opmærksomhed både fra pressen og fra andre forskere. Thomas Rivinus, som er ESO-astronom med ophold i Chile, og førsteforfatter på den originale artikel, var ikke overrasket over reaktionen fra det astronomiske samfund, da opdagelsen af det sorte hul kom frem. "Ikke blot er det helt normalt, men det bør også være sådan at videnskabelige resultater bliver grundigt set igennem," siger han, "og endnu mere så, når der er tale om en nyhed, som når frem til overskrifterne."

Rivinus og hans kolleger var overbeviset om, at deres bedste forklaring på de data, som de havde indhøstet med  MPG/ESO 2.2-metre teleskopet var, at HR 6819 er et tredobbelt stjernesystem, hvor den ene stjerne kredser om det sorte hul med en omløbstid på 40 dage, og med en tredje stjerne i en meget større omløbsbane. Men en undersøgelse, som ledes af PhD-studerende ved KU Leuven Julia Bodensteiner foreslog en alternativ forklaring på de samme data: HR 6819 kunne også være et stjernesystem med blot to stjerner med en indbyrdes omløbstid på 40 dage, men uden et sort hul. For at dette alternative scenarie kunne være korrekt, ville det kræve, at den ene af stjernerne var "strippet", det vil sige, at den på et tidligere tidspunkt havde mistet en stor del af sin masse til den anden stjerne.

"Med de eksisterende data var vi nået til en grænse for nøjagtigheden, så vi måtte prøve en anden observationsstrategi for at kunne skelne imellem de to scenarier, som de to forskerhold foreslog," fortæller Abigail Frost, som også er ved KU Leuven, og som er førsteforfatter på det nye arbejder, som offentliggøres idag i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics.

De to forskerhold arbejdede sammen for at løse gåden, og indhentede nye og bedre data på HR 6819 ved hjælp af ESOs Very Large Telescope (VLT) og Very Large Telescope Interferometer (VLTI). "VLT var det eneste sted, hvor vi kunne få de afgørende data, som vi havde brug for for at kunne skelne imellem de to forklaringer," siger Dietrich Baade, som er medforfatter på begge de originale HR 6819 artikler, og også er med på artiklen fra idag i Astronomy & Astrophysics. Det gav ikke mening at søge om tid til de samme observationer to gange, så de to forskerhold slog sig sammen. På den måde fik de to forskerhold mulighed for i fælleskab at udnytte ressourcer og baggrundsviden med det formål at finde den sande forklaring på spørgsmålet om stjernesystemets natur.

"De scenarier, vi kiggede på var ret så veldefinerede, meget forskellige og lette at skelne fra hinanden med det rette instrument," siger Rivinus. "Vi var enige om, at der er to lyskilder i systemet, så spørgsmålet var, om de to kredser tæt om hinanden som i scenariet med den strippede stjerne, eller om de er langt fra hinanden som i scenariet med det sorte hul."

Til hjælp med at skelne imellem de to muligheder brugte forskerne både instrumentet  GRAVITY på VLTI og Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), som er monteret på VLT.

"MUSE bekræftede for os, at der ikke var nogen klar ledsager i en stor bane, og med GRAVITYs fine rumlige opløsningseven kunne vi skelne to klare lyskilder med en indbyrdes afstand på blot en tredjedel af afstanden imellem Jorden og Solen," fortæller Frost. "Disse data gav os den sidste brik i puslespillet, og har gjort det muligt for os at konkludere, at HR 6819 er et binært stjernesystem uden noget sort hul."

"Vores bedste fortolkning indtil videre er, at vi har fanget dette binære system ganske kort tid efter, at en af stjernerne har slubret atmosfæren fra ledsagerstjernen i sig. Det er noget, som er ret almindeligt i dobbeltstjerner, og vi kalder det somme tider for “vampyrstjerner”, når vi taler med journalister," forklarer Bodensteiner, som nu er fellow ved ESO i Tyskland, og som er medforfatter også i den nye artikel. "I takt med at donorstjernen får fjernet noget af sit stof, begynder modtagerstjernen at spinne hurtigere."

"Det er meget vanskeligt at fange denne fase lige efter selve vekselvirkningen, fordi den er så kort," tilføjer Frost. "Det gør, at det, vi har fundet ud af her med HR 6819 er meget spændende, fordi det giver os en perfekt mulighed for at studere hvordan vampyreffekten her påvirker udviklingen for tunge stjerner, og dermed også at studere starten for de fænomener, som vil optræde senere i stjerneparrets udvikling såsom tyngdekraftsbølger og en voldsom supernovaeksplosion."

Det nydannede fælles forskerhold fra Leuven og ESO har nu planer om at holde nøje øje med HR 6819 i fremtiden med VLTIs instrument GRAVITY. Forskerne fortsætter i fælleskab med at studere systemet i fremtiden, for bedre at kunne forstå dets videre udvikling, bestemme de nøjere talværdier og bruge den indsamlede viden til at lære mere om andre binære stjernesystemer.

Forskerholdet er stadig optimistisk angående eftersøgningen efter sorte huller. "Sorte huller i stjernestørrelse er stadig svære at finde på grund af deres natur, siger Rivius, "men vore overslagsberegninger tyder på, at der findes ti eller måske hundreder af millioner sorte huller alene i Mælkevejen," tilføjer Baade. Det er blot et spørgsmål om tid, før astronomerne finder dem.

Mere information

 

Forskningsresultaterne her er offentliggjort i en artikel med titlen “HR 6819 is a binary system with no black hole: Revisiting the source with infrared interferometry and optical integral field spectroscopy” (DOI: 10.1051/0004-6361/202143004) i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics. 

Forskningsprojektet har modtaget støtte fra European Research Council (ERC) under den Europæiske Unions Horizon 2020 program for forskning og innovation (grant agreement number 772225: MULTIPLES; PI: Hugues Sana). 

Forskerholdet består af A. J. Frost (Institute of Astronomy, KU Leuven, Belgien [KU Leuven]), J. Bodensteiner (European Southern Observatory, Garching, Tyskland [ESO]), Th. Rivinius (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO Chile]), D. Baade (ESO), A. Mérand (ESO), F. Selman (ESO Chile), M. Abdul-Masih (ESO Chile), G. Banyard (KU Leuven), E. Bordier (KU Leuven, ESO Chile), K. Dsilva (KU Leuven), C. Hawcroft (KU Leuven), L. Mahy (Royal Observatory of Belgien, Brussels, Belgien), M. Reggiani (KU Leuven), T. Shenar (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Nederlandene), M. Cabezas (Astronomical Institute, Academy of Sciences of Czechia, Prag, Tjekkiet [ASCR]), P. Hadrava (ASCR), M. Heida (ESO), R. Klement (The CHARA Array of Georgia State University, Mount Wilson Observatory, Mount Wilson, USA) og H. Sana (KU Leuven).

European Southern Observatory (ESO) gør det muligt for forskere fra hele Verden at udforske Universets hemmeligheder til nytte for os alle. Vi designer, bygger og driver jordbaserede observatorier i verdensklasse - og herfra kan astronomerne dykke ned i spændende spørgsmål og sprede glæden ved astronomien, samtidig med at det internationale samarbejde omkring astronomi styrkes. ESO blev stiftet som en tværnational organisation i 1962, og idag støttes ESO af 16 medlemstater (Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig ) med Chile som værtsnation og med Australien som strategisk partner. ESOs hovedkvarter, besøgscenter og planetarium - ESO Supernova - befinder sig tæt ved München i Tyskland, og Atacamaørkenen i Chile er stedet, hvor vore teleskoper er opstillet; i et område hvor der er enestående muligheder for at observere himlen. ESO driver tre observatorier: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope og det tilhørende Very Large Telescope Interferometer, og desuden to oversigtsteleskoper: VISTA, som opererer i det infrarøde og VLT Survey Telescope i det synlige bølgelængdeområde. På Paranal vil ESO ligeledes sørge for driften af Cherenkov Telescope Array South, som bliver Verdens største og mest følsomme observatorium for gammastråler. Sammen med en række internationale partnere driver ESO APEX og ALMA på Chajnantorhøjsletten. Det er to anlæg, som observerer himlen i millimeter- og submillimeterområderne. På Cerro Armazones tæt ved Paranal bygges for tiden "Verdens største himmeløje" - ESOs Extremely Large Telescope. Fra vore kontorer i Santiago, Chile understøtter vi vort arbejde i landet, og samarbejder med partnere i Chile og med hele samfundet.

Links

 

• Selve forskningsartiklen
• Blog post (tilgængelig når embargoen er ophævet)
• Fotos af VLT og VLTI
• For journalister: her kan man abonnere på vore pressemeddelelser under embargo, og på jeres eget sprog
• For forskerne: Har du en god historie, så giv os et tip

Kontakter

Abigail Frost
KU Leuven
Leuven, Belgium
Tel: +56-2-2463-3280
Mobil: +56-9-3548-9255
E-mail: abi.frost@kuleuven.be

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

Julia Bodensteiner
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel: +49-89-3200-6409
E-mail: julia.bodensteiner@eso.org

Dietrich Baade
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel: +49-89-6096-295
E-mail: dbaade@eso.org

Hugues Sana
KU Leuven
Leuven, Belgium
Tel: +32-16-3743-61
E-mail: hugues.sana@kuleuven.be

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49-89-3200-6670
Mobil: +49-151-2416-6400
E-mail: press@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2204 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.