Pressemeddelelse

Mælkevejens tungeste sorte hul i stjernestørrelse er fundet

16. april 2024

Astronomer har fundet det tungeste sorte hul i stjernestørrelse, som endnu er fundet i vores Mælkevej. Det sorte hul blev opdaget i data fra ESAs (European Space Agency) Gaia-satellit, fordi hullet får dets ledsagestjerne til at vrikke i sin bane omkring det. Data fra European Southerne Observatorys Very Large Telescope (ESOs VLT) og andre jordbaserede observatorier er udnyttet til at bekræfte massen af det sorte hul til hele 33 gange mere end Solens masse.

De sorte huller, som har relation til stjerner dannes når tunge stjerne kollapser, og de, som hidtil er fundet i Mælkevejen vejer i gennemsnit omkring 10 gange mere end Solen. Selv det næsttungeste sorte hul, som vi kender til i vores galakse; Cygnus X-1 vejer "kun" 21 gange mere end Solen, så det nyopdagede sort hul på 33 gange er noget helt særligt [1].

Ud over størrelsen, så er dette sorte hul også meget tæt på os - blot 2000 lysår borte, i retning af stjernebilledet Ørnen (Aquila), og det gør det til det næstnærmeste sorte hul. Det har fået betegnelsen Gaia BH3 eller blot BH3, og det blev opdaget da forskerne gennemgik observationer med Gaia med henblik på den kommende dataudgivelse. "Der var ingen, som ventede at finde et tungt sort hul på lur i nærheden, som vi ikke allerede kendte til," siger Pasquale Panuzzo, som er med i Gaia-samarbejdet, og som er ansat ved Observatoire de Paris, som er en del af Frankrigs nationale center for videnskabelig forskning (CNRS). "Det er en af den slags opdagelser, som man kun gør een gang i en forskerkarriere."

Til at bekræfte deres opdagelse har Gaia-samarbejdet brugt data fra jordbaserede observatorier; herunder instrumentet Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) instrument på ESOs VLT, i Chiles Atacamaørken [2]. Disse observationer har bidraget med vigtige værdier for ledsagestjernen, som sammen med data fra Gaia har gjort det muligt for astronomerne præcist at måle massen for BH3.

Lignende tunge sorte huller er fundet udenfor vores egen galakse (ved brug af andre metoder), og astronomernes teori har været, at denne type dannes ved kollaps for nogle stjerner, som har meget få tunge grundstoffer bortset fra hydrogen og helium i deres sammensætning. Denne type såkaldt metalfattige stjerner tænkes kun at miste lidt masse i løbet af deres levetid, og derfor vil de have meget stof tilbage til dannelsen af tunge sorte huller efter deres død. Men til nu har der manglet beviser, som direkst sammenkæder metalfattige stjerner med tunge sorte huller.

Stjerner i par har en tendens til at have samme grundstofsammensætning, og det betyder, at BH3s ledsager kan fortælle vigtige ting om den stjerne, som er kollapset til dette særlige sorte hul. Data fra UVES har vist, at ledsageren er en meget metalfattig stjerner, og det tyder på, ganske som forventet, at den kollapsede stjerner også var metalfattig.

Forskningsartiklen, med Panuzzo som hovedforfatter, bliver offentliggjort idag i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics. "Vi har her gjort noget forholdsvis specielt ved at offentliggøre denne artikel, baseret på foreløbige data, før hele det kommende datasæt fra Gaia bliver offentliggjort, fordi opdagelsen her er så speciel," siger medforfatter Elisabetta Caffau, som også er med af Gaia-samarbejdet fra CNRS Observatoire de Paaris. Når man gør data tilgængelige tidligt som her, vil andre astronomer kunne gå i gang med at studere dette sorte hul med det samme, uden at skulle vente på offentliggørelsen af det fuldstændige datasæt, som tidligst forventes at ske sent i 2025.

Kommende observationer af dette stjernesystem kan afsløre mere om dets fortid, og om selve det sorte hul. Instrumentet GRAVITY på ESOs VLT Interferometer vil for eksempel kunne hjælpe astronomerne med at finde ud af, om dette sorte hul trækker stof ind fra sine omgivelser, og dermed vil man kunne forstå dette spændende objekt bedre.

Noter

[1] Det her er ikke det tungeste sorte hul i vores galakse - den ære tilhører Sagittarius A*, som er det supertunge sorte hul i centrum af Mælkevejen. Det vejer omkring 4 millioner gange mere end Solen. Men BH3 er det indtil nu tungest kendte sorte hul i Mælkevejen, som er dannet ved at en stjerne kollapser.

[2] Ud over data fra UVES på ESOs VLT har undersøgelsen indhentet data fra: HERMES spektrografen på Mercator-teleskopet, som befinder sig på La Palma, og som bestyres af Leuven Universitetet i Belgien, i samarbejde med Observatoriet ved Geneves Universitet, Schweiz, og fra højpræcisionsspektrografen SOPHIE ved det franske Observatoire de Haute-Provence – OSU Institut Pythéas.

Mere information

Forskningsresultaterne her er offentliggjort i en artikel med titlen “Discovery of a dormant 33 solar-mass black hole in pre-release Gaia astrometry” i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics (https://aanda.org/10.1051/0004-6361/202449763).

Artiklen med P. Panuzzo som hovedforfatter, er udsendt af Gaia collaboration, som omfatter over 300 forfattere fra det meste af Verden, herunder Østrig, Belgien, Tjekkiet, Finland, Frankrig, Tyskland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, United Kingdom, Chile og Australien.

European Southern Observatory (ESO) gør det muligt for forskere fra hele Verden at udforske Universets hemmeligheder til nytte for os alle. Vi designer, bygger og driver jordbaserede observatorier i verdensklasse - og herfra kan astronomerne dykke ned i spændende spørgsmål og sprede glæden ved astronomien, samtidig med at det internationale samarbejde omkring astronomi styrkes. ESO blev stiftet som en tværnational organisation i 1962, og idag støttes ESO af 16 medlemstater (Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig ) med Chile som værtsnation og med Australien som strategisk partner. ESOs hovedkvarter, besøgscenter og planetarium - ESO Supernova - befinder sig tæt ved München i Tyskland, og Atacamaørkenen i Chile er stedet, hvor vore teleskoper er opstillet; i et område hvor der er enestående muligheder for at observere himlen. ESO driver tre observatorier: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope og det tilhørende Very Large Telescope Interferometer, og desuden to oversigtsteleskoper: VISTA, som opererer i det infrarøde og VLT Survey Telescope i det synlige bølgelængdeområde. På Paranal vil ESO ligeledes sørge for driften af Cherenkov Telescope Array South, som bliver Verdens største og mest følsomme observatorium for gammastråler. Sammen med en række internationale partnere driver ESO APEX og ALMA på Chajnantorhøjsletten. Det er to anlæg, som observerer himlen i millimeter- og submillimeterområderne. På Cerro Armazones tæt ved Paranal bygges for tiden "Verdens største himmeløje" - ESOs Extremely Large Telescope. Fra vore kontorer i Santiago, Chile understøtter vi vort arbejde i landet, og samarbejder med partnere i Chile og med hele samfundet.

Kontakter

Pasquale Panuzzo
Observatoire de Paris - PSL/CNRS
Paris, France
Tel: +33 1 45 07 78 42
Email: pasquale.panuzzo@observatoiredeparis.psl.eu

Elisabetta Caffau
Observatoire de Paris - PSL/CNRS
Paris, France
Tel: +33 1 45 07 78 73
Email: elisabetta.caffau@observatoiredeparis.psl.eu

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

Ole J. Knudsen (press contact Danmark)
ESO Science Outreach Network and Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
Email: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2408 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.

Usage of ESO Images, Videos, Web texts and Music
Are you a journalist? Subscribe to the ESO Media Newsletter in your language.