eso1004no — Pressemelding

Sorte hull-jegere setter ny avstandsrekord

27 January 2010

Ved hjelp av ESOs Very Large Telescope har astronomer oppdaget et stjernedannet sort hull i en annen galakse, mye lenger unna enn de vi kjenner fra før. Det sorte hullet ble dannet da en stjerne døde, og med en masse på mer enn femten ganger Solas masse er det samtidig det nest tyngste eksemplet en har av denne type objekter. Objektet har dessuten en stjernekompanjong som snart vil bli et sort hull selv.

Sorte hull fra stjerner [1] i Melkeveien veier opptil ti ganger mer enn Sola. Det er imponerende, men ikke nødvendigvis så mye sammenliknet med dem man finner utenfor galaksen vår. Nå har astronomer oppdaget et sort hull som har over femten ganger mer masse enn Sola. Dette er et av kun tre slike objekter vi kjenner til.

Det nyoppdagede sorte hullet ligger i en spiralgalakse kalt NGC 300, seks millioner lysår fra Jorda. "Dette er det fjerneste stjernedannede sorte hull som noen gang er veid, og det er det første som er observert utenfor vårt galaktiske nabolag, Den lokale gruppe," sier Paul Crowther, professor i astrofysikk ved Universitetet i Sheffield og hovedforfatter av artikkelen der studien presenteres. Den noe underlige partneren til det sorte hullet er en Wolf-Rayet-stjerne med en masse på rundt tjue solmasser. Wolf-Rayet-stjerner er stjerner som nærmer seg slutten av sine liv og som kaster av seg størsteparten av sine ytre gasslag før de eksploderer som supernovaer, der kjernen imploderer og danner sorte hull.

I 2007 gjennomsøkte røntgeninstrumentet på NASAs Swift-observatorium områdene rundt den sterkeste røntgenkilden i galaksen NGC 300. Denne kilden hadde blitt oppdaget tidligere med røntgenobservatoriet XMM-Newton tilhørende European Space Agency (ESA). "Vi registrerte ekstremt sterk, periodisk røntgenstråling, et tegn på at en sort hull kunne skjule seg i området," forklarer teammedlem Stefania Carpano fra ESA.

Takket være nye observasjoner med FORS2-instrumentet på ESOs Very Large Telescope har astronomene nå kunnet bekrefte deres tidligere antagelse. Dataene viser at det sorte hullet og Wolf-Rayet-stjernen danser rundt hverandre i en djevelsk vals med en periode på omtrent 32 timer. Astronomene fant også ut at det sorte hullet suger til seg materie fra stjernen mens de kretser rundt hverandre.

"Dette er absolutt et meget 'intimt' par," bemerker medforfatter Robin Barnard. "Hvordan et slikt tett bundet system har blitt dannet, er fortsatt et mysterium."

Kun ett annet system av denne typen er observert tidligere. Men andre systemer bestående av et sort hull og en stjernekompanjong er slett ikke ukjente for astronomene. Basert på alle disse systemene har astronomene kunnet se en sammenheng mellom massen til de sorte hullene og vertsgalaksens kjemi. "Vi har lagt merke til at de mest massive sorte hullene synes å ligge i mindre galakser som inneholder få 'tunge' grunnstoffer," sier Crowther [2]. "Større galakser som er rikere på tunge elementer, slik Melkeveien er, produserer sorte hull med mindre masser." Astronomene tror at en større konsentrasjon av tunge grunnstoffer påvirker utviklingen til massive stjerner, slik at de kaster av seg mer materiale mot slutten av livet og dermed produserer mindre sorte hull når de endelig kollapser.

Om mindre enn en million år er det Wolf-Rayet-stjernen sin tur til å eksplodere som supernova og bli et sort hull. "Hvis systemet overlever denne andre eksplosjonen vil de to sorte hullene til slutt smelte sammen og sende ut enorme mengder energi i form av gravitasjonsbølger [3]," avslutter Crowther. Det vil dog ta noen milliarder år før sammensmeltingen skjer. "Studien vår viser imidlertid at slike systemer kan eksistere, og de som allerede har utviklet seg til doble sorte hull kan kanskje oppdages med gravitasjonsbølgeobservatorier som LIGO eller Virgo [4]."

Fotnoter

[1] Disse sorte hullene er ekstremt tettpakkede rester etter kollapsen av svært massive stjerner. Denne typen har masser på opptil 20 ganger Solas masse og må ikke forveksles med supermassive sorte hull, som befinner seg i midten av de fleste galakser og kan veie en million til en milliard ganger mer enn Sola. Hittil har astronomene oppdaget rundt 20 sorte hull som stammer fra stjerner.

[2] I astronomien regnes alle grunnstoffer tyngre enn helium for tunge elementer eller "metaller".

[3] Gravitasjonsbølger er forutsagt av Einsteins generelle relativitetsteori og kan sees på som krusninger i universets tidrom. Sterke gravitasjonsbølger dannes når det er ekstreme tidsvariasjoner i sterke gravitasjonsfelt, slik som ved sammensmeltingen av to sorte hull. Slike bølger er så langt aldri blitt direkte påvist, og dette er en av de store utfordringene for de neste tiårene.

[4] LIGO- og Virgo-eksperimentene i henholdsvis Italia og USA har som mål å registrere gravitasjonsbølger ved hjelp av ekstremt følsomme interferometere.

Mer informasjon

Denne studien presentes i en kommende forskningsartikkel i journalen Royal Astronomical Society ("NGC 300 X-1 is a Wolf–Rayet/Black Hole binary" av P.A. Crowther et al.).

Forskerteamet består av Paul Crowther og Vik Dhillon (University of Sheffield, Storbritannia), Robin Barnard og Simon Clark (The Open University, Storbritannia), og Stefania Carpano og Andy Pollock (ESAC, Madrid, Spania).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 14 land: Belgia, Danmark, England, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESO har en ambisiøs dagsorden med fokus på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg, der hovedmålet er å gjøre viktige vitenskapelige oppdagelser. ESO har også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO bygget Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og VISTA, verdens største kartleggingsteleskop. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et såkalt ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på 42 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
Mob.: +47 99 59 88 00
E-post: ajaunsen@astro.uio.no

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: j.e.ovaldsen@astro.uio.no

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

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

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1004 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.
Bookmark and Share

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1004no
Navn:NGC 300 X-1
Type:• X - Stars
• X - Quasars & Black Holes
Facility:Very Large Telescope
Science data:2010MNRAS.403L..41C

Bilder

The black hole inside NGC 300 X-1 (artist’s impression)
The black hole inside NGC 300 X-1 (artist’s impression)
kun på engelsk
NGC 300 X-1 in the spiral galaxy NGC 300
NGC 300 X-1 in the spiral galaxy NGC 300
kun på engelsk
NGC 300 X-1 in the spiral galaxy NGC 300
NGC 300 X-1 in the spiral galaxy NGC 300
kun på engelsk
The surroundings of NGC 300
The surroundings of NGC 300
kun på engelsk

Videoer

Artist’s impression
Artist’s impression
kun på engelsk
Zoom in onto the stellar black hole NGC 300 X-1
Zoom in onto the stellar black hole NGC 300 X-1
kun på engelsk
Artist’s impression
Artist’s impression
kun på engelsk

Se også