Lehdistötiedote

“Lähin musta aukko”-järjestelmässä ei sittenkään ole mustaa aukkoa

2. maaliskuuta 2022

Vuonna 2020 Euroopan eteläisen observatorion (ESO) tähtitieteilijöiden johtama tutkimusryhmä ilmoitti Maata lähimmästä mustasta aukosta, joka sijaitsee vain 1000 valovuoden päässä HR 6819 -järjestelmässä. Muut tutkijat ovat kuitenkin kiistäneet heidän tutkimuksensa tulokset. Näihin kuuluu kansainvälinen KU Leuvenissa, Belgiassa toimiva tutkimusryhmä. Tänään julkaistussa tieteellisessä artikkelissa nämä kaksi tutkimusryhmää kertovat, että HR 6819:ssä ei itse asiassa olekaan mustaa aukkoa, vaan sen sijaan se on ”vampyyri”, joka on todellisuudessa kahden tähden järjestelmä sen kehityksen harvinaisessa ja lyhytaikaisessa vaiheessa.

HR 6819:n alkuperäinen tutkimus keräsi laajalti lehdistön ja tutkijoiden huomiota. Thomas Rivinius, joka on Chilessä työskentelevä ESO:n tähtitieteilijä ja kyseisen artikkelin pääkirjoittaja, ei ollut yllättynyt tähtitiedeyhteisön reaktioista mustan aukon löytämiseen. ”Ei ole ainoastaan normaalia, vaan erityisen tarpeellista, että tuloksia arvioidaan kriittisesti”, hän sanoi, ”ja tulosta, joka kerää laajasti huomiota, vieläkin enemmän.”

Rivinius ja hänen kollegansa olivat vakuuttuneita siitä, että paras selitys MPG/ESO 2.2-metrin teleskoopin tekemille havainnoille oli, että HR 6819 oli kolmoisjärjestelmä. Siinä yksi tähti kiertää mustaa aukkoa 40 päivän välein ja toinen tähti on paljon kaukaisemmalla kiertoradalla. Julia Bodensteinerin johtamassa tutkimuksessa (silloin väitöskirjan tekijänä KU Leuvenissa Belgiassa), ehdotettiiin kuitenkin toisenlaista selitystä samoille tiedoille: HR 6819 voisi olla myös järjestelmä, jossa onkin vain kaksi tähteä 40 päivän kiertoradalla eikä mustaa aukkoa lainkaan. Tämä vaihtoehtoinen skenaario tarkoittaisi sitä, että toinen tähti olisi aikaisemmin menettänyt suuren osan massastaan toiselle tähdelle.

”Olimme saavuttaneet nykyisestä datasta saatavilla olevan tiedon rajan, joten jouduimme kääntymään erilaisen havainnointistrategian pariin, jotta pystyismme päättämään kahden tutkimusryhmän ehdottamien skenaarion välillä”, KU Leuvenin tutkija Abigail Frost, joka johti tänään Astronomy & Astrophysics lehdessä julkaistua uutta tutkimusta, sanoi.

Tämän arvoituksen ratkaisemiseksi nämä kaksi tutkimusryhmää työskentelivät yhdessä saadakseen uutta ja tarkempaa tietoa HR 6819:sta ESO:n VLT-teleskoopin (Very Large Telescope) avulla ja VLTI-interferometrillä. ”Ainoastaan VLTI pystyi antamaan meille juuri ne ratkaisevat tiedot, joita tarvitsimme erottaaksemme nämä kaksi selitystä toisistaan”, Dietrich Baade sanoi. Hän oli mukana sekä alkuperäisessä HR 6819-tutkimuksessa että uudessa Astronomy & Astrophysics lehdessä julkaistussa tutkimuksessa. Koska ei ollut järkevää pyytää samaa havaintoa toistamiseen, nämä kaksi ryhmää yhdistivät voimansa, mikä antoi heille mahdollisuuden yhdistää resurssinsa ja tietonsa selvittääkseen tämän järjestelmän todellisen luonteen.

”Etsimämme vaihtoehdot olivat melko selkeitä, hyvin erilaisia toisistaan ja helposti erotettavissa oikealla instrumentilla”, Rivinius sanoi. ”Sovimme, että järjestelmässä oli kaksi valonlähdettä. Avoin kysymys oli, kiertävätkö ne toisiaan hyvin lähellä, kuten hajoavan tähden skenaariossa, vai ovatko ne kaukana toisistaan, kuten mustan aukon skenaariossa.”

Näiden kahden vaihtoehdon erottamiseksi tähtitieteilijät käyttivät sekä VLTI:n GRAVITY-instrumenttia että ESO:n VLT:ssä olevaa Multi Unit Spectroscopic Explorer, eli MUSE-instrumenttia.

”MUSE vahvisti, ettei laajemmalla kiertoradalla ollut kirkasta seuralaista, kun taas GRAVITYn suuren erotuskyvyn ansiosta pystyttiin ertottamaan kaksi kirkasta valopistettä, joiden keskinäinen etäisyys on vain kolmannes Maan ja Auringon välisestä etäisyydestä”, Frost sanoi. ”Tämä tieto oli palapelin viimeinen pala, jonka avulla pääteltiin, että HR 6819 on kaksoistähtijärjestelmä, jossa ei ole mustaa aukkoa.” 

”Paras tulkintamme järjestelmästä tähän mennessä on, että havaitsemme tätä kaksoistähtijärjestelmää hieman sen jälkeen, kun toinen tähdistä oli riistänyt kaasukehän pois kumppanitähdestään. Tämä on läheisissä kaksoistähtijärjestelmissä yleinen tapahtuma, jota joskus kutsutaan yleisesti nimellä ”tähtien vampirismi”, Bodensteiner selitti. Hän on nyt ESO felow Saksassa ja yksi uuden tutkimuksen kirjoittajajista. ”Samalla kun luovuttajatähdeltä riistettiin osa sen materiasta, niin vastaanottajatähti alkoi pyöriä nopeammin.”

”Tällaisen keskinäisen vuorovaikutuksen jälkeisen hetken havaitseminen on erittäin vaikeaa, koska se on niin lyhytkestoinen”, Frost lisäsi. ”Tämä tekee HR 6819:n havainnoista erittäin jännittäviä, koska se on täydellinen kohde, jonka avulla voidaan tutkia, miten tämä vampirismi vaikuttaa massiivisten tähtien kehitykseen. Tämä puolestaan lisää tietoamme näihin kohteisiin liittyvistä ilmiöistä, kuten gravitaatioaalloista ja rajuista supernovaräjähdyksistä.”

Tämä juuri perustettu Leuven-ESO:n yhteinen tutkimusryhmä aikoo nyt seurata HR 6819:ää tarkemmin VLTI:n GRAVITY-instrumentin avulla. Tutkijat tulevat tekemään järjestelmästä yhteistä tutkimusta ymmärtääkseen paremmin sen kehitystä, ominaisuuksia. Tämän tiedon avulla tutkijat saavat lisää tietoa myös muista kaksoistähtijärjestelmistä.

Mustien aukkojen etsimisen osalta tutkimusryhmä pysyy optimistisena. ”Tähtien massaiset mustat aukot ovat luonteeltaan hyvin vaikeasti ymmärrettäviä”, Rivinius sanoi. ”Mutta suuruusarviona voidaan sanoa, että pelkästään Linnunradalla on kymmeniä tai satoja miljoonia mustia aukkoja”, Baade lisäsi. On vain ajan kysymys, kunnes tähtitieteilijät löytävät ne.

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa “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), joka ilmestyy Astronomy & Astrophysics julkaisussa. 

Tutkimus on saanut rahoitusta Euroopan tutkimusneuvostolta (ERC) osana Euroopan Unionin Horizon 2020 tutkimus- ja innovaatio-ohjelmaa (sopimusnumero 772225: MULTIPLES; PI: Hugues Sana). 

Tutkimusryhmään kuuluvat: A. J. Frost (Institute of Astronomy, KU Leuven, Belgia [KU Leuven]), J. Bodensteiner (European Southern Observatory, Garching, Saksa [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 Belgia, Brussels, Belgium), M. Reggiani (KU Leuven), T. Shenar (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Alankomaat), M. Cabezas (Astronomical Institute, Academy of Sciences of Czechia, Prague, Tšekin tasavalta [ASCR]), P. Hadrava (ASCR), M. Heida (ESO), R. Klement (The CHARA Array of Georgia State University, Mount Wilson Observatory, Mount Wilson, USA) ja H. Sana (KU Leuven).

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) tekee maailmankaikkeuden salaisuuksien tutkimisen mahdolliseksi kaikille tutkijoille ympäri maailman. Suunnittelemme, rakennamme ja operoimme huippuluokan maanpäälisiä observatorioita, joita tähtitieteilijät käyttävät jännittävien tutkimusongelmien ratkaisemiseen ja populääritähtitieteen edistämiseen. Me edistämme myös kansainvälistä yhteistyötä tähtitieteen alalla. ESO perustettiin hallitustenväliseksi järjestöksi vuonna 1962 ja nykyään ESO:ssa on mukana 16 jäsenvaltiota (Itävalta, Belgia, Tšekki, Tanska, Ranska, Suomi, Saksa, Irlanti, Italia, Alankomaat, Puola, Portugali, Espanja, Ruotsi, Sveitsi ja Yhdistynyt kuningaskunta) yhdessä Chilen isäntävaltion kanssa ja Australian kanssa strategisena kumppanina. ESO:n pääkonttori ja sen vierailijakeskus ja planetaario, ESO Supernova, sijaitsevat lähellä Müncheniä Saksassa. Chilen Atacaman aavikko on upea paikka, jossa on ainutlaatuiset olosuhteet tähtitaivaan tarkkailuun. Se on kaukoputkiemme sijoituspaikka. ESO:lla on kolme havaintopaikkaa: La Silla, Paranal ja Chajnantor. Paranalissa ESO operoi Very Large Telescope (VLT) kaukoputkea ja siihen liittyvää Very Large Telescope Interferometria sekä paikalla sijaitsevia taivaankartoitusteleskooppeja: infrapuna-alueella toimivaa VISTAa ja näkyvän valon alueella toimivaa VLT Survey Teleskooppia. Paranalissa ESO isännöi ja operoi myös Cherenkov Telescope Array South havaintolaitetta, joka on maailman suurin ja herkin gamma-alueella havaitseva observatorio. ESO operoi yhdessä kansainvälisten kumppaneiden kanssa APEX- ja ALMA-observatriota Chajnantorilla, jotka ovat kaksi millimetri- ja alimillimetrin alueella toimivaa havaintolaitetta. Rakennamme parhaillaan Paranalin lähelle Cerro Armazonesille "maailman suurinta silmää taivaalle”, ESO:n Erittäin suurta kaukoputkea (Extremely Large Telescope, ELT). Santiagossa, Chilessä sijaitsevista toimipisteistämme tuemme toimintaamme Chilessä ja olemme yhteydessä chileläisiin yhteistyökumppaneihin ja yhteiskuntaan.

Linkit

• Tutkimusartikkeli
• Blogiteksti (saatavilla julkaisusulun jälkeen)
• VLT:n ja VLTI:n kuvia
• Median edustaja: Tilaa uutiskirje saadaksesi julkaisusulun alaiset uutiset omalla kielelläsi
• Tukija, onko sinulla kerrottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi!

Yhteystiedot

Abigail Frost
KU Leuven
Leuven, Belgium
Puh.: +56-2-2463-3280
Matkapuhelin: +56-9-3548-9255
Sähköposti: abi.frost@kuleuven.be

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

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

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

Hugues Sana
KU Leuven
Leuven, Belgium
Puh.: +32-16-3743-61
Sähköposti: hugues.sana@kuleuven.be

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Puh.: +49-89-3200-6670
Matkapuhelin: +49-151-2416-6400
Sähköposti: press@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media