eso1004is — Fréttatilkynning

Stjörnufræðingar í svartholaleit setja nýtt fjarlægðarmet

27. janúar 2010

Stjörnufræðingar hafa með hjálp Very Large Telescope ESO fundið svarthol í annarri vetrarbraut og er það því fjarlægasta svarthol sem fundist hefur. Svartholið er líka næst massamesta svarthol sem menn hafa fundið hingað til eða fimmtán sinnum massameira en sólin. Svartholið er í slagtogi við stjörnu sem sjálf verður svarthol innan tíðar.

Í Vetrarbrautinni okkar eru svarthol með sambærilegan massa og stjörnur [1] um það bil tíu sinnum massameiri en sólin okkar. Þessi svarthol eru þó líklega í léttari kantinum því stjörnufræðingar hafa fundið annað svarthol- okkar vetrarbrautar, sem er meira en fimmtán sinnum massameira en sólin. Hingað til hafa aðeins þrjú sambærileg fyrirbæri fundist.

Umrætt svarthol tilheyrir NGC 300, þyrilvetrarbraut í um sex milljón ljósára fjarlægð frá jörðinni. „Þetta er fjarlægasta svarthol með sambærilegan massa og stjörnur sem við höfum mælt og eitt hið fyrsta sem við höfum fundið utan Grenndarhópsins sem Vetrarbrautin okkar tilheyrir“ segir Paul Crowther, prófessor í stjarneðlisfræði við Sheffieldháskóla og aðalhöfundur greinar um rannsóknina. Förunautur svartholsins er Wolf-Rayet stjarna sem er tuttugu sinnum massameiri en sólin. Wolf-Rayet stjörnur eru stjörnur sem nálgast endalok ævi sinnar og varpa ystu efnislögum sínum út í geiminn. Þær springa að lokum þegar kjarni þeirra fellur saman og myndar svarthol.

Árið 2007 kannaði röntgenmælitæki í Swift gervitungli NASA svæðið í kringum björtustu uppsprettu röntgengeislunar í NGC 300 sem XMM-Newton gervitungl European Space Agency hafði áður fundið. „Frá svæðinu mældist gríðarsterk en lotubundin útgeislun röntgengeislunar sem benti til þess að þar leyndist svarthol“ útskýrir Stefania Carpano frá ESA.

Nýjar mælingar stjörnufræðinga með FORS 2 mælitækinu á Very Large Telescope ESO staðfesta þetta. Gögnin sýna að þarna eru svarthol og Wolf-Rayet stjarna sem hringsóla um hvort annað á um 32 klukkustundum. Stjörnufræðingarnir komust líka að því að svartholið sýgur til sín efni frá stjörnunni þegar þau ganga um hvort annað.

„Þetta er greinilega mjög náið par“ segir Robin Barnard samstarfsmaður Carpano og Crowthers. „Enn er á huldu hvernig þetta þétta kerfi hefur orðið til.“

Hingað til hafa menn aðeins fundið eitt sambærilegt kerfi, en önnur kerfi svarthola og fylgistjörnu eru stjörnufræðingum ekki ókunn. Við rannsóknir á slíkum kerfum hafa stjörnufræðingar fundið tengsl milli svarthola og efnasamsetningar vetrarbrauta. „Við höfum tekið eftir því að massamikil svarthol eru einkum í smærri vetrarbrautum sem innihalda þung frumefni í minni mæli“ segir Crowther [2]. „Stærri vetrarbrautir, eins og Vetrarbrautin okkar, innihalda jafnan mikið af þungum frumefnum og mynda fremur massalítil svarthol.“

Stjörnufræðingar telja að mikið magn þungra frumefna hafi áhrif á þróun massamikilla stjarna og auki það efnismagn sem hún sendir frá sér. Þegar stjarnan hrynur að lokum saman myndast fremur létt svarthol.

Eftir innan við milljón ár verður Wolf-Rayet stjarnan sprengistjarna og að lokum svarthol. „Lifi kerfið þessa seinni sprengingu af munu svartholin sameinast. Við samrunan gefa þau frá sér gríðarlegt magn orku á formi þyngdarbylgna [3] segir Crowther að lokum. Samruninn verður hins vegar ekki fyrr en eftir nokkra milljarða ára. „Rannsóknir okkar sýna að slík kerfi tveggja svarthola gætu þegar verið til. Líklega er hægt að finna þau með þyngdarbylgjukönnum eins og LIGO eða Virgo [4].“

Skýringar

[1] Svarthol sem eru álíka massamiklar og stjörnur eru mjög þéttar leifar massamikilla stjarna sem hafa hrunið saman. Slík svarthol eru upp undir tuttugu sinnum massameiri en sólin okkar öfugt við risasvartholin sem eru í miðjum flestra vetrarbrauta. Þau geta verið nokkrar milljónir eða nokkrir milljarðar sólmassar. Hingað til hafa menn fundið í kringum 20 sólmassa svarthol.

[2] Í stjörnufræði eru þung frumefni eða „málmar“ öll frumefni þyngri en helíum.

[3] Þyngdarbylgjur eru gárur í tímarúminu sem almenna afstæðiskenning Einsteins spáir fyrir um. Stórar þyngdarbylgjur verða til þegar miklar breytingar verða á sterku þyngdarsviði með tíma eins og við samruna tveggja svarthola. Þyngdarbylgjur hafa aldrei mælst beint hingað til en er eitt mikilvægasta markmið stjarnvísindamanna næstu áratugi.

[4] Markmið LIGO og Virgo verkefnanna er að mæla þyngdarbylgjur með næmum víxlmælum á Ítalíu og í Bandaríkjunum.

Frekari upplýsingar

Skýrt er frá þessari rannsókn í grein í tímaritinu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (NGC 300 X-i is a Wolf-Rayet/Black Hole binary, P.A. Crowter et al.).

Í rannsóknarteyminu eru Paul Crowther og Vik Dhillon (University of Sheffield í Bretlandi), Robin Barnard og Simon Clark (The Open University í Bretlandi) og Stefania Carpano og Andy Pollock (ESAC í Madrid á Spáni).

ESO, European Southern Observatory, stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og VISTA, stærsta kortlagningarsjónauka (survey telescope) veraldar. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 42 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Paul Crowther
University of Sheffield, UK
Sími: +44-114 222 4291
Tölvupóstur: Paul.Crowther (at) sheffield.ac.uk

Stefania Carpano
ESTEC, ESA
The Netherlands
Sími: +31-71-5654827
Tölvupóstur: scarpano (at) rssd.esa.int

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1004.
Bookmark and Share

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1004is
Nafn:NGC 300 X-1
Tegund:• X - Stars
• X - Quasars & Black Holes
Facility:Very Large Telescope
Science data:2010MNRAS.403L..41C

Myndir

The black hole inside NGC 300 X-1 (artist’s impression)
The black hole inside NGC 300 X-1 (artist’s impression)
texti aðeins á ensku
NGC 300 X-1 in the spiral galaxy NGC 300
NGC 300 X-1 in the spiral galaxy NGC 300
texti aðeins á ensku
NGC 300 X-1 in the spiral galaxy NGC 300
NGC 300 X-1 in the spiral galaxy NGC 300
texti aðeins á ensku
The surroundings of NGC 300
The surroundings of NGC 300
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Artist’s impression
Artist’s impression
texti aðeins á ensku
Zoom in onto the stellar black hole NGC 300 X-1
Zoom in onto the stellar black hole NGC 300 X-1
texti aðeins á ensku
Artist’s impression
Artist’s impression
texti aðeins á ensku

Sjá einnig