eso2204nb — Pressemelding

«Nærmeste svart hull-system» inneholder ikke noe svart hull

2. mars 2022

I 2020 rapporterte et team ledet av astronomer ved European Southern Observatory (ESO) om det svarte hullet som er nærmest Jorda. Det ligger bare 1000 lysår unna i HR 6819-systemet. Men resultatene av studien deres ble bestridt av andre forskere, inkludert av et internasjonalt team basert ved KU Leuven i Belgia. I en artikkel publisert i dag har disse to teamene slått seg sammen for å rapportere at det faktisk ikke er noe svart hull i HR 6819. Det er i stedet et såkalt «vampyrstjernerssystem» observert i en sjelden og kortvarig fase i sin utvikling.

Den opprinnelige studien av HR 6819 fikk betydelig oppmerksomhet fra både pressen og forskere. Thomas Rivinius, en Chile-basert ESO-astronom og hovedforfatter av denne vitenskapelige artikkelen, ble ikke overrasket over astronommiljøets mottakelse av deres oppdagelse av det svarte hullet. «Ikke bare er det normalt, men det bør være sånn at resultatet blir gransket», sier han, «og spesielt et resultat som lager overskrifter.»

Rivinius og kollegene hans var overbevist om at den beste forklaringen på dataene de hadde, innhentet med MPG/ESO 2,2 meter-teleskopet, var at HR 6819 var et trippelsystem, med en stjerne i bane rundt et svart hull hver 40. dag og en andre stjerne i en mye bredere bane. Men en studie ledet av Julia Bodensteiner, den gang doktorgradsstudent ved KU Leuven i Belgia, foreslo en annen forklaring basert på de samme dataene: HR 6819 kan også være et system med bare to stjerner i en 40-dagers bane og ikke noe svart hull i det hele tatt. Dette alternative scenariet ville kreve at en av stjernene ble «strippet», noe som betyr at den på et tidligere tidspunkt hadde mistet en stor brøkdel av massen til den andre stjernen.

«Vi hadde nådd grensen for hva vi kunne finne ut med eksisterende data, så vi måtte vende oss til en annen observasjonsstrategi for å avgjøre mellom de to scenariene som ble foreslått av de to teamene», sier KU Leuven-forsker Abigail Frost, som ledet den nye studien publisert i dag i Astronomy & Astrophysics.

For å løse mysteriet jobbet de to teamene sammen for å skaffe nye, skarpere data av HR 6819 ved hjelp av ESOs Very Large Telescope (VLT) og Very Large Telescope Interferometer (VLTI). «VLTI var det eneste anlegget som ville gi oss de avgjørende dataene vi trengte for å skille mellom de to forklaringene», sier Dietrich Baade, forfatter av både den originale HR 6819-studien og den nye Astronomy & Astrophysics-artikkelen. Siden det ikke ga mening å be om den samme observasjonen to ganger, slo de to teamene seg sammen, noe som tillot dem å slå sammen ressursene og kunnskapene sine for å avsløre den sanne naturen til dette systemet.

«Scenarioene vi lette etter var ganske klare, veldig forskjellige og lett å skille med riktig instrument», sier Rivinius. «Vi ble enige om at det var to lyskilder i systemet, så spørsmålet var om de går tett i bane rundt hverandre, som i scenariet med strippet stjerne, eller er langt fra hverandre, som i scenariet med svart hull.»

For å skille mellom de to forslagene brukte astronomene både VLTIs GRAVITY-instrument og instrumentet Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) på ESOs VLT.

«MUSE bekreftet at det ikke var noen lysende følgesvenn i en bredere bane, mens GRAVITYs høye romlige oppløsning var i stand til å løse opp to lyse kilder atskilt med bare en tredjedel av avstanden mellom Jorda og Sola», sier Frost. «Disse dataene viste seg å være den siste brikken i puslespillet, og tillot oss å konkludere med at HR 6819 er et dobbeltstjernesystem uten svart hull.»

«Vår beste tolkning så langt er at vi observerte dette dobbeltstjernesystemet i et øyeblikk kort tid etter at en av stjernene hadde sugd atmosfæren av sin følgestjerne. Dette er et vanlig fenomen i tette dobbeltstjernesystemer, noen ganger referert til som «stjernevampyrisme» i pressen», forklarer Bodensteiner, nå stipendiat ved ESO i Tyskland og forfatter av den nye studien. «Mens giverstjernen ble strippet for noe av materialet, begynte mottakerstjernen å snurre raskere.»

«Å få gjort observasjoner rett etter en slik interaksjonsfase er ekstremt vanskelig siden den er så kort», legger Frost til. «Dette gjør funnene våre for HR 6819 veldig spennende, siden den presenterer en perfekt kandidat til å studere hvordan denne vampyrismen påvirker utviklingen av massive stjerner, og i sin tur dannelsen av deres tilknyttede fenomener, inkludert gravitasjonsbølger og voldsomme supernovaeksplosjoner.»

Det nyopprettede Leuven-ESO-fellesteamet planlegger nå å overvåke HR 6819 tettere ved å bruke VLTIs GRAVITY-instrument. Forskerne vil gjennomføre en felles studie av systemet over tid, for bedre å forstå dets utvikling, sette begrensninger på dets egenskaper og bruke den kunnskapen til å lære mer om andre dobbeltstjernesystemer.

Når det gjelder letingen etter svarte hull, er teamet fortsatt optimistisk. «Svarte hull med stjernelignende masse forblir svært unnvikende på grunn av deres natur», sier Rivinius. «Men størrelsesorden-estimater antyder at det er titalls til hundrevis av millioner av svarte hull bare i Melkeveien», legger Baade til. Det er bare et spørsmål om tid før astronomer oppdager dem.

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i den vitenskapelige artikkelen «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) i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics.

Den har mottatt midler fra European Research Council (ERC) under EUs Horizon 2020 forsknings- og innovasjonsprogram (tilskuddsavtale nummer 772225: MULTIPLES; PI: Hugues Sana).

Teamet består av A. J. Frost (Institute of Astronomy, KU Leuven, Belgia [KU Leuven]), J. Bodensteiner (European Southern Observatory, Garching, Tyskland [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 Belgium, Brussels, Belgia), M. Reggiani (KU Leuven), T. Shenar (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Nederland), M. Cabezas (Astronomical Institute, Academy of Sciences of the Czech Republic, Praha, Tsjekkia [ASCR]), P. Hadrava (ASCR), M. Heida (ESO), R. Klement (The CHARA Array of Georgia State University, Mount Wilson Observatory, Mount Wilson, USA) og H. Sana (KU Leuven).

European Southern Observatory (ESO) gjør det mulig for forskere over hele verden å oppdage universets hemmeligheter – til fordel for alle. Vi designer, bygger og drifter bakkeobservatorier i verdensklasse. Disse bruker astronomer til å takle spennende vitenskapelige spørsmål og spre fascinasjonen for astronomi, og fremme internasjonalt samarbeid innen astronomi. ESO ble etablert som en mellomstatlig organisasjon i 1962, og støttes i dag av 16 medlemsland (Østerrike, Belgia, Tsjekkia, Danmark, Frankrike, Finland, Tyskland, Irland, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Sverige, Sveits og Storbritannia), sammen med vertsstaten Chile og med Australia som strategisk partner. ESOs hovedkvarter og dets besøkssenter og planetarium, ESO Supernova, ligger nær München i Tyskland, mens den chilenske Atacama-ørkenen, et fantastisk sted med unike forhold for å observere himmelen, er vert for teleskopene våre. ESO driver tre observasjonssteder: La Silla, Paranal og Chajnantor. Hos Paranal driver ESO Very Large Telescope og Very Large Telescope Interferometer, samt to kartleggingsteleskoper: VISTA som observerer i infrarødt lys og VLT Survey Telescope for synlig lys. På Paranal vil ESO også være vertskap for og drifte Cherenkov Telescope Array South, verdens største og mest følsomme gammastrålingsobservatorium. Sammen med internasjonale partnere driver ESO APEX og ALMA på Chajnantor, to anlegg som observerer himmelen i millimeter- og submillimeterområdet. På Cerro Armazones, nær Paranal, bygger vi «verdens største øye mot himmelen» – ESOs Extremely Large Telescope. Fra våre kontorer i Santiago i Chile støtter vi våre operasjoner i landet og samarbeider med chilenske partnere og det chilenske samfunnet.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter & norsk pressekontakt)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Abigail Frost
KU Leuven
Leuven, Belgium
Tlf.: +56-2-2463-3280
Mob.: +56-9-3548-9255
E-post: abi.frost@kuleuven.be

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

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

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

Hugues Sana
KU Leuven
Leuven, Belgium
Tlf.: +32-16-3743-61
E-post: hugues.sana@kuleuven.be

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49-89-3200-6670
Mob.: +49-151-2416-6400
E-post: press@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso2204 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.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso2204nb
Navn:HR 6819
Type:Milky Way : Star : Grouping : Binary
Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Black Hole
Facility:Very Large Telescope, Very Large Telescope Interferometer
Instruments:GRAVITY, MUSE
Science data:2022A&A...659L...3F

Bilder

Illustrasjon av HR 6819
Illustrasjon av HR 6819
Posisjonen til HR 6819 i stjernebildet Teleskopet
Posisjonen til HR 6819 i stjernebildet Teleskopet
Området av himmelen hvor HR 6819 befinner seg
Området av himmelen hvor HR 6819 befinner seg

Videoer

ESOcast: Det nærmeste svarte hullet eller ikke noe svart hull i det hele tatt?
ESOcast: Det nærmeste svarte hullet eller ikke noe svart hull i det hele tatt?
Animasjon av HR 6819
Animasjon av HR 6819