Pressemitteilung
16. April 2024
Ein Team von Astronomen hat das massereichste stellare Schwarze Loch identifiziert, das bisher in der Milchstraße entdeckt wurde. Dieses Schwarze Loch wurde in Daten der Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation entdeckt, weil es dem Begleitstern, der es umkreist, eine seltsame „Wackelbewegung“ auferlegt. Daten des Very Large Telescope (ESO VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) und anderer bodengestützter Observatorien wurden verwendet, um die Masse des Schwarzen Lochs zu verifizieren, was einer beeindruckenden 33-fachen Masse unserer Sonne entspricht.
Stellare Schwarze Löcher entstehen durch den Kollaps massereicher Sterne und die bisher in der Milchstraße identifizierten sind im Durchschnitt etwa zehnmal massereicher als die Sonne, selbst das zweitmassereichste bekannte stellare Schwarze Loch in unserer Galaxie, Cygnus X-1 , erreicht nur 21 Sonnenmassen, was diese neue Beobachtung eines Objekts mit 33 Sonnenmassen außergewöhnlich macht [1].
Überraschenderweise ist dieses Schwarze Loch auch sehr nahe bei uns: nur 2.000 Lichtjahre entfernt, im Sternbild Aquila, und es ist das zweitnächste bekannte Schwarze Loch zur Erde. Es wurde Gaia BH3 oder kurz BH3 genannt und wurde gefunden, als das Team Gaia-Beobachtungen überprüfte, während es eine neue Datenveröffentlichung vorbereitete. “Niemand erwartete, in der Nähe ein riesiges Schwarzes Loch zu finden, das bisher unentdeckt geblieben war.„sagt Pasquale Panuzzo, Mitglied der Gaia-Kollaboration und Astronom am Pariser Observatorium, Teil des französischen Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung (CNRS).“Dies ist die Art von Entdeckung, die Sie einmal in Ihrer Forschungskarriere machen.“.
Um ihre Entdeckung zu bestätigen, nutzte die Gaia-Kollaboration Daten von bodengestützten Observatorien, darunter das UVES-Instrument (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) am VLT der ESO in der chilenischen Atacama-Wüste. [2]. Diese Beobachtungen enthüllten wichtige Eigenschaften des Begleitsterns, die es dem Team zusammen mit Daten von Gaia ermöglichten, die Masse von BH3 genau zu messen.
Die astronomische Gemeinschaft hat zuvor ähnlich massereiche Schwarze Löcher außerhalb unserer Galaxie entdeckt (mit einer anderen Nachweismethode) und die Theorie aufgestellt, dass sie durch den Kollaps von Sternen entstehen könnten, deren chemische Zusammensetzung nur sehr wenige Elemente enthält, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind. Es wird angenommen, dass diese metallarmen Sterne im Laufe ihrer Lebensdauer weniger Masse verlieren und daher nach ihrem Tod mehr Material übrig haben, um massereiche Schwarze Löcher zu erzeugen. Bisher gab es jedoch keine Hinweise darauf, dass metallarme Sterne direkt mit massereichen Schwarzen Löchern in Verbindung stehen.
Sternpaare haben in der Regel eine ähnliche Zusammensetzung, was bedeutet, dass der Begleiter von BH3 wichtige Hinweise auf den Stern enthält, der kollabiert ist und dieses außergewöhnliche Schwarze Loch entstanden ist. Die UVES-Daten zeigten, dass der Begleiter ein sehr metallarmer Stern war, was darauf hindeutet, dass der Stern, der kollabierte und BH3 bildete, wie vorhergesagt auch metallarm war.
Die von Panuzzo geleitete Studie wird heute in veröffentlicht Astronomie und Astrophysik. “Aufgrund der Einzigartigkeit der Entdeckung haben wir den außergewöhnlichen Schritt unternommen, dieses Papier auf der Grundlage vorläufiger Daten vor Gaias nächster Datenveröffentlichung zu veröffentlichen.„sagt Co-Autorin Elisabetta Caffau, ebenfalls Mitglied der Gaia-Kollaboration am CNRS-Observatorium Paris. Durch die Bereitstellung der Daten können andere Mitglieder der astronomischen Gemeinschaft sofort mit der Untersuchung dieses Schwarzen Lochs beginnen, ohne auf die vollständige Veröffentlichung warten zu müssen Daten, frühestens für Ende 2025 geplant.
Neue Beobachtungen dieses Systems könnten mehr über seine Geschichte und das Schwarze Loch selbst verraten. Das auf dem VLT-Interferometer der ESO installierte GRAVITY-Instrument könnte beispielsweise dazu beitragen, herauszufinden, ob dieses Schwarze Loch Materie aus seiner Umgebung anzieht, und dieses aufregende Objekt besser zu verstehen.
Noten
[1] Dies ist nicht das massereichste Schwarze Loch in unserer Galaxie: Dieser Titel gehört Sagittarius A*, dem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße, das etwa vier Millionen Mal so groß ist wie die Masse der Sonne. Aber Gaia BH3 ist das massereichste Schwarzes Loch in der Milchstraße, das durch den Kollaps eines Sterns entstanden ist.
[2] Zusätzlich zu den Daten von UVES (installiert auf dem VLT der ESO) basierte die Studie auf Daten des HERMES-Spektrographen, der am Mercator-Teleskop installiert und auf La Palma (Spanien) von der Universität Leuven (Belgien) in Zusammenarbeit mit betrieben wurde das Observatorium der Universität Genf (Schweiz); und der hochpräzise Spektrograph SOPHIE am Observatorium Haute Provence – OSU Piteas Institute.
Weitere Informationen
Diese Forschung wurde in dem wissenschaftlichen Artikel mit dem Titel „Discovery of a dormant 33 solar-mass black hole in pre-release Gaia astrometry“ vorgestellt, der in der Zeitschrift erscheint Astronomie und Astrophysik (https://aanda.org/10.1051/0004-6361/202449763).
Der Artikel von P. Panuzzo et al. stammt aus der Gaia-Kollaboration, an der mehr als 300 Autoren aus der ganzen Welt beteiligt sind, darunter Deutschland, Österreich, Belgien, Spanien, Finnland, Frankreich, Italien, die Niederlande, Polen, Portugal und die Vereinigten Staaten Königreich, Tschechische Republik, Schweden, Schweiz, Chile und Australien.
Die Europäische Südsternwarte (ESO) stellt der globalen wissenschaftlichen Gemeinschaft die notwendigen Mittel zur Verfügung, um die Geheimnisse des Universums zum Nutzen aller zu enthüllen. Wir entwerfen, bauen und betreiben hochmoderne bodengestützte Observatorien – mit denen die astronomische Gemeinschaft spannende Fragen beantwortet und die Faszination der Astronomie verbreitet – und fördern die internationale Zusammenarbeit in der Astronomie. Die ESO wurde 1962 als zwischenstaatliche Organisation gegründet und wird heute von 16 Mitgliedstaaten unterstützt (Deutschland, Österreich, Belgien, Dänemark, Spanien, Finnland, Frankreich, Irland, Italien, Niederlande, Polen, Portugal, Vereinigtes Königreich, Tschechische Republik, Schweden und Schweiz). ), zusammen mit Chile, dem Gastgeberland, und mit Australien als strategischem Partner. Der Hauptsitz der ESO sowie ihr Planetarium und Besucherzentrum, die ESO Supernova, befinden sich in der Nähe von München, während die chilenische Atacama-Wüste, ein wunderbarer Ort mit einzigartigen Bedingungen für die Beobachtung des Himmels, die Heimat unserer Teleskope ist. Die ESO betreibt drei Beobachtungsstandorte: La Silla, Paranal und Chajnantor. Am Paranal betreibt die ESO das Very Large Telescope zusammen mit ihrem Very Large Telescope Interferometer (VLTI) und Durchmusterungsteleskopen wie VISTA. Ebenfalls am Paranal wird die ESO das Cherenkov Telescope Array South beherbergen und betreiben, das größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium der Welt. Am Chajnantor betreibt die ESO zusammen mit internationalen Partnern ALMA, eine Anlage, die den Himmel im Millimeter- und Submillimeterbereich beobachtet. Auf dem Cerro Armazones, in der Nähe des Paranal, bauen wir „das weltweit größte Auge zum Blick in den Himmel“: das ESO Extremely Large Telescope (ELT). Von unseren Büros in Santiago (Chile) aus unterstützen wir die Entwicklung unserer Aktivitäten im Land und engagieren uns für chilenische Partner und die chilenische Gesellschaft.
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Dies ist eine Übersetzung der ESO-Pressemitteilung eso2408.
