Pressmeddelande

Den första dubbelstjärnan funnen nära Vintergatans svarta hål

17 december 2024, Skurup

En internationellt forskargrupp har upptäckt en dubbelstjärna som kretsar nära Sagittarius A*, det supermassiva svarta hålet i centrum av vår galax, Vintergatan. Det är första gången ett stjärnpar har hittats i närheten av ett supermassivt svart hål. Upptäckten, baserad på data som samlats in med Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT), hjälper oss att förstå hur stjärnor överlever i regioner med extrem gravitation och kan bana väg för upptäckten av planeter nära Sagittarius A*.

"Svarta hål är inte så destruktiva som vi trodde", säger Florian Peißker, forskare vid universitetet i Köln, Tyskland, och huvudförfattare till studien som publicerades i dag i Nature Communications. Binära stjärnor, par av stjärnor som kretsar kring varandra, är mycket vanliga i universum, men har aldrig tidigare hittats nära ett supermassivt svart hål där den starka gravitationen kan göra stjärnsystem instabila.

 

Den nya upptäckten visar att vissa dubbelstjärnor kan överleva under kort tid, även under destruktiva förhållanden. Den nyupptäckta dubbelstjärnan, som har beteckningen D9, upptäcktes i grevens tid: den beräknas vara bara 2,7 miljoner år gammal, och den starka gravitationskraften från det närliggande svarta hålet kommer troligen att få dem att kollidera och bilda en enda stjärna inom bara någonmiljon år. Det är en mycket kort tidsperiod för ett så ungt system.

 

"Detta förhållande ger oss bara ett kort tidsfönster på kosmiska tidsskalor för att observera binära system av detta slag - och vi lyckades!" förklarar medförfattaren Emma Bordier, forskare vid universitetet i Köln och tidigare student vid ESO.

 

Under många år trodde astronomerna att den extrema miljön nära ett supermassivt svart hål hindrade nya stjärnor att bildas där. Flera unga stjärnor som har hittats i närheten av Sagittarius A* har dock motbevisat detta antagande. Upptäckten av den unga dubbelstjärnan visar nu att även stjärnpar har potential att bildas under dessa extrema förhållanden. "D9-systemet visar tydliga tecken på närvaron av gas och stoft runt stjärnorna, vilket tyder på att det kan vara ett mycket ungt stjärnsystem som måste ha bildats i närheten av det supermassiva svarta hålet", förklarar medförfattaren Michal Zajaček, astronom vid Masarykuniversitetet i Tjeckien och universitetet i Köln.

 

Den nyupptäckta dubbelstjärnan hittades i en tät hop av stjärnor och andra objekt som kretsar kring Sagittarius A* och som går under beteckningen S-hopen. Mest gåtfulla i denna hop är de så kallade G-objekten som beter sig som stjärnor men som ser ut som gas- och stoftansamlingar.

 

Det var under observationer av dessa mystiska objekt som astronomerna hittade ett överraskande beteende hos D9. Data som togs med VLT:s ERIS-instrument, kombinerat med arkivdata från SINFONI-instrumentet, avslöjade regelbundna variationer i stjärnans hastighet som tydde på att D9 i själva verket var två stjärnor som kretsade runt varandra. "Jag trodde att min analys var fel," säger Peißker, "men de spektroskopiska variationerna omfattade cirka 15 år och det var tydligt att denna detektion i själva verket var det första stjärnparet som har observerats i S-hopen."

 

Resultaten kastar nytt ljus över de märkliga G-objekten natur. Forskarna föreslår att de faktiskt kan vara en kombination av dubbelstjärnor som ännu inte har slagits samman och överblivet material från redan sammanslagna stjärnor.

 

Den exakta egenskaperna hos många av objekten som kretsar kring Sagittarius A* och hur de har bildats så nära det supermassiva svarta hålet förblir ett mysterium. Men snart kan GRAVITY+-uppgraderingen av VLT-interferometern, liksom METIS-instrumentet på ESO:s Extremely Large Telescope (ELT) som nu konstrueras i Chile, förändra denna situation. Båda instrumenten kommer att kunna producera ännu mer detaljerade observationer av galaxens centrum, avslöja naturen hos de redan kända objekten och utan tvekan avslöja fler binära stjärnor och unga system. "Vår upptäckt tillåter oss att spekulera om förekomsten av planeter, eftersom dessa ofta bildas runt unga stjärnor. Det verkar rimligt att upptäckten av planeter i det galaktiska centrat bara är en tidsfråga”, avslutar Peißker.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i dag i artikeln “A binary system in the S cluster close to the supermassive black hole Sagittarius A*” (doi: 10.1038/s41586-021-04311-7) i tidskriften Nature Communications..

 

Forskarlaget utgörs av F. Peißker (Institute of Physics I, University of Cologne, Germany [University of Cologne]), M. Zajaček (Department of Theoretical Physics and Astrophysics, Masaryk University, Brno, Czechia; University of Cologne), L. Labadie (University of Cologne), E. Bordier (University of Cologne), A. Eckart (University of Cologne; Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Germany), M. Melamed (University of Cologne), och V. Karas (Astronomical Institute, Czech Academy of Sciences, Prague, Czechia).

 

Europeiska sydobservatoriet (ESO) möjliggör för astronomer världen över att utforska universums mysterier. Vi designar, konstruerar och driver markbaserade observatorier av yppersta världsklass – som astronomer använder för att besvara spännande och utmanande frågor och för att sprida astronomisk kunskap – och driver internationella samarbeten inom astronomin. ESO startade som en mellanstatlig organisation 1962 och har i dag 16 medlemsländer (Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike), tillsammans med Chile som värdland och Australien som en strategisk partner. ESO:s högkvarter och besökscenter med planetarium, ESO Supernova, ligger nära München i Tyskland, medan teleskopen är placerade i Atacamaöknen i Chile, en unik plats för astronomiska observationer. ESO driver tre observatorier i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope och Very Large Telescope Interferometer, liksom kartläggningsteleskop som VISTA. Vid Paranal kommer även ESO att placera och driva Cherenkov Telescope Array South, världens största och känsligaste gammastrålningsteleskop. Tillsammans med internationella partners driver ESO de två anläggningarna APEX och ALMA på Chajnantorplatån som observerar himlen i millimeter- och submillimetervåglängder. Vid Cerro Armazones, nära Paranal, bygger vi för närvarande ESO:s Extremely Large Telescope, ”världens största öga mot himlen”. Från kontoret i Santiago, Chile, stödjer vi verksamheten i landet och samverkar med det chilenska samhället och våra samarbetspartners.

Länkar

• Forskningsartikel
• Foton på VLT
• Läs mer om ESO:s Extremely Large Telescope på vår dedikerade webbplats och i vårt pressmaterial
• För journalister: Prenumerera på pressmeddelanden under embargo på svenska
• För astronomer: Berätta om din forskning!

 

Kontakter

Florian Peißker
Institute of Physics 1, University of Cologne
Cologne, Germany
Tel: +49 221 470 7791
E-post: peissker@ph1.uni-koeln.de

Emma Bordier
Institute of Physics 1, University of Cologne
Cologne, Germany
Tel: +49 221 470 3548
E-post: bordier@ph1.uni-koeln.de

Michal Zajaček
Department of Theoretical Physics and Astrophysics, Masaryk University
Brno, Czechia
Tel: +420 549 49 8773
E-post: zajacek@physics.muni.cz

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-post: press@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2418 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.