eso2116is — Fréttatilkynning

Svarthol finnst í stjörnuþyrpingu handan Vetrarbrautarinnar

11. nóvember 2021

Stjörnufræðingar sem notuðu Very Large Telescope (VLT) European Southern Observatory hafa uppgötvað lítið svarthol fyrir utan Vetrarbrautina okkar með því að mæla áhrif þess á hreyfingu stjörnu sem snýst umhverfis það. Þetta er í fyrsta sinn sem þessi leitaraðferð hefur leitt í ljós svarthol handan Vetrarbrautarinnar. Aðferðin gæti verið lykillinn að því að finna svarthol sem leynast í Vetrarbrautinni og öðrum nálægum vetrarbrautum, sem og að varpa ljósi á myndun og þróun þeirra.

Svartholið fannst í stjörnuþyrpingunni NGC 1850 sem er í um 160.000 ljósára fjarlægð frá Jörðinni í Stóra Magellansskýinu, nágrannavetrarbraut okkar.

„Sherlock Holmes afhjúpar glæpamenn með þvi að rekja vísbendingarnar sem þeir skilja eftir sig, stundum með stækkunargleri. Við notuðum stækkunargleri til að kanna hverja einu stjörnu í þyrpingunni í leit að merkjum um svarthol án þess að sjá þau beint,“ sagði Sara Sarcino við Astrophysics Research Institute of Liverpool í John Moores háskólanum í Bretlandi. Hún hafði umsjón með rannsókninni en niðurstöður hennar eru birtar í Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. „Við fundum aðeins eitt svarthol með aðferðinni okkar en hún lofar fyrir vikið góðu um að fleiri komi í leitirnar í öðrum þyrpingum.“

Fyrsta svartholið sem teymið fann reyndist ríflega 11 sinnum efnismeira en sólin okkar. Það sem kom stjörnufræðingunum á slóð svartholsins voru þyngdaráhrifin sem það hafði á fimm sólmassa stjörnu sem snýst um það.

Stjörnufræðingar höfðu áður fundið lítil svarthol í öðrum vetrarbrautum með því að mæla röntgengeislunina í kringum þau og rekja má til þess efnis sem þau gleypa. Lítil svarthol hafa líka fundist út frá þyngdarbylgjunum sem verða til þegar svarthol rekast á eða við nifteindastjörnur.

Flest lítil svarthol afhjúpa sig sjálf þó ekki með röntgengeislum og þyngdarbylgjum. „Mikinn meirihluta er aðeins hægt að finna aflfræðilega,“ sagði Stefan Dreizler, sem er hluti af rannsóknarteyminu hjá Göttingenháskóla í Þýskalandi. „Þegar svarthol mynda kerfi með stjörnum hafa þau áhrif á hreyfingu stjarnanna á lítinn en mælanlegan hátt. Við getum mælt þessa hárfínu tilfærslu með fyrsta flokks mælitækjum.“

Leitaraðferðin sem Saracino og teymi hennar notuðu gæti hjálpað stjörnufræðingum að finna enn fleiri svarthol og afhjúpað leyndardóma þeirra. „Hvert einasta svarthol sem kemur í leitirnar er mikilvægur þáttur í að auka skilning okkar á stjörnuþyrpingum og svartholum í þeim,“ sagði meðhöfundur Mark Gieles við Barcelonaháskóla á Spáni.

Svartholið sem fannst í NGC 1850 er hið fyrsta sem kemur í leitirnar í svo ungri stjörnuþyrpingu (þyrpingin er aðeins 100 milljón ára gömul, augnablik á stjarnfræðilegan mælikvarða). Sama leitaraðferð í svipuðum stjörnuþyrpingu gæti afhjúpað enn fleiri ung svarthol og varpað nýju ljósi á þróun þeirra. Samanburður á þeim og stærri og þroskaðari svartholum í eldri þyrpingum eykur skilning stjörnufræðinga á vexti þeirra þegar þau gleypa stjörnur eða renna saman við önnur svarthol. Frekari kortlagning á svartholum í stjörnuþyrpingum eykur líka skilning okkar á upprunastöðum þyngdarbylgna.

Í rannsókninni notaði teymið gögn sem aflað var yfir tveggja ára tímabil með Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) mælitækinu á VLT sjónauka ESO í Atacamaeyðimörkinni í Chile. „MUSE gerir okkur kleift að kanna mjög þétt svæði eins og innstu hluta stjörnuþyrpinga og greina hverja einu stjörnu í nágrenninu. Niðurstöðurnar veita okkur upplýsingar um þúsundir stjarna í einu, að minnsta kosti tífalt meira en önnur mælitæki,“ sagði Sebastian Kamann, meðhöfundur greinarinnar og sérfræðingur í MUSE mælitækinu við Astrophysics Research Institute í Liverpool. Tækið hjálpaði teyminu að finna stjörnu sem hreyfðist á sérstakan hátt og í takt við það að vera á braut um svarthol. Gögn frá Optical Gravitational Lensing Experiment Varsjárháskóla og Hubble geimsjónauka NASA og ESA gerði þeim síðan kleift að mæla massa svartholsins og staðfesta uppgötvunina.

Seinna á þessum áratug verður Extremely Large Telescope ESO tekinn í notkun í Chile. Hann verður sannkölluð bylting og mun án efa afhjúpa enn fleiri svarthol. „ELT mun svo sannarlega hafa byltingarkennd áhrif á þetta rannsóknarsvið,“ sagði Saracino. „Hann mun gera okkur klefit að rannsaka stjörnur sem eru mun daufari í sama sjónsviði, sem og að leit að svartholum í kúluþyrpingum í miklu meiri fjarlægð.“

Frekari upplýsingar

Greint er frá niðurstöðum rannsóknarinnar í grein sem birtist í Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (https://doi.org/10.1093/mnras/stab3159).

Í rannsóknarteyminu eru  S. Saracino (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, UK [LJMU]), S. Kamann (LJMU), M. G. Guarcello (Osservatorio Astronomico di Palermo, Palermo, Italy), C. Usher (Department of Astronomy, Oskar Klein Centre, Stockholm University, Stockholm, Sweden), N. Bastian (Donostia International Physics Center, Donostia-San Sebastián, Spain, Basque Foundation for Science, Bilbao, Spain & LJMU), I. Cabrera-Ziri (Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Heidelberg, Germany), M. Gieles (ICREA, Barcelona, Spain and Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain), S. Dreizler (Institute for Astrophysics, University of Göttingen, Göttingen, Germany [GAUG]), G. S. Da Costa (Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University, Canberra, Australia), T.-O. Husser (GAUG) og V. Hénault-Brunet (Department of Astronomy and Physics, Saint Mary’s University, Halifax, Canada).

European Southern Observatory (ESO) gerir vísindamönnum um allan heim kleift að afhjúpa leyndardóma alheimsins til hagsbóta fyrir alla. Við hönnum, smíðum og starfrækjum stjörnustöðvar í fremstu röð – sem stjörnufræðingar nota til að svara spennandi spurningum og auka áhuga á stjarnvísindum – og eflum alþjóðlega samvinnu í stjörnufræði. ESO var stofnuð árið 1962 og nýtur í dag stuðnings 16 aðildarríkja (Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Írlands, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands), auk gestaþjóðarinnar Chile og stuðningsþjóðarinnar Ástralíu. Höfuðstöðvar ESO og gestastofa og stjörnuverið ESO Supernova, er staðsett nálægt Munchen í Þýskalandi en sjónaukarnir eru allir í Atacameyðimörkinni í Chile, stórfenglegum stað þar sem aðstæður til rannsókna eru einstakar. ESO starfrækir þrjár stjörnustöðvar í heimsflokki í Chile: Á La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope og Very Large Telescope víxlmælinn, fullkomnustu stjörnusjónauka heims, auk tveggja kortlaningarsjónauka, VISTA sem nemur innrautt ljós og VLT Survey Telescope sem nemur sýnilegt ljós. Á Paranal hýsir og starfrækir ESO einnig Cherenkov Telescope Array South, stærsta og næmasta gammageislasjónauka heims. ESO er stór þátttakandi í tveimur sjónaukum á Chajnantor, APEX og ALMA, sem nema millimetra- og hálfsmillimetrageislun utan úr geimnum. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, erum við að smíða 39 metra risasjónauka, Extremely Large Telescope, sem verður „stærsta auga jarðar“. Í skrifstofum okkar í Santiago í Chile leggjum við grunninn að rannsóknum okkar og tökum þátt í að efla samstarfsaðila okkar og samfélagið í Chile.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Sara Saracino
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University
Liverpool, United Kingdom
Tölvupóstur: S.Saracino@ljmu.ac.uk

Sebastian Kamann
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University
Liverpool, United Kingdom
Tölvupóstur: S.Kamann@ljmu.ac.uk

Stefan Dreizler
Institute for Astrophysics, University of Göttingen
Göttingen, Germany
Tölvupóstur: dreizler@astro.physik.uni-goettingen.de

Mark Gieles
ICREA, Barcelona, Spain and Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona
Barcelona, Spain
Tölvupóstur: mgieles@icc.ub.edu

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6670
Farsími: +49 151 241 664 00
Tölvupóstur: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso2116.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso2116is
Nafn:NGC 1850
Tegund:Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Black Hole
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE

Myndir

Artist’s impression of the black hole in NGC 1850 distorting its companion star
Artist’s impression of the black hole in NGC 1850 distorting its companion star
texti aðeins á ensku
NGC1850 as seen with the Very Large Telescope and Hubble
NGC1850 as seen with the Very Large Telescope and Hubble
texti aðeins á ensku
Location of the NGC 1850 cluster in the constellation Dorado
Location of the NGC 1850 cluster in the constellation Dorado
texti aðeins á ensku
The Large Magellanic Cloud revealed by VISTA
The Large Magellanic Cloud revealed by VISTA
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Black Hole Discovered in Galaxy Next Door (ESOcast 245 Light)
Black Hole Discovered in Galaxy Next Door (ESOcast 245 Light)
texti aðeins á ensku
A journey to NGC 1850
A journey to NGC 1850
texti aðeins á ensku
How to find a black hole with MUSE
How to find a black hole with MUSE
texti aðeins á ensku
Artist’s animated view of the black hole in NGC 1850 distorting its companion star
Artist’s animated view of the black hole in NGC 1850 distorting its companion star
texti aðeins á ensku