Ein Team internationaler Experten, das dafür bekannt ist, mehrere Entdeckungen von Schwarzen Löchern zu entlarven, hat ein Schwarzes Loch mit stellarer Masse in der Großen Magellanschen Wolke, einer Nachbargalaxie unserer eigenen, gefunden. „Zum ersten Mal kam unser Team zusammen, um über die Entdeckung eines Schwarzen Lochs zu berichten, anstatt eines abzulehnen.“ sagt Studienleiter Tomer Shenar. Außerdem fanden sie heraus, dass der Stern, der die Entstehung hervorbrachte Schwarzes Loch verschwunden ohne Anzeichen einer mächtigen Explosion. Die Entdeckung wurde dank sechsjähriger Beobachtungen mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) gemacht.
„Wir haben eine ‚Nadel im Heuhaufen‘ identifiziert“, sagt Shenar, der das Studium an der KU Leuven in Belgien begonnen hat und jetzt Marie-Curie-Stipendiat an der Universität Amsterdam in den Niederlanden ist. Obwohl andere ähnliche Kandidaten für Schwarze Löcher vorgeschlagen wurden, behauptet das Team, dass dies das erste „ruhende“ Schwarze Loch mit stellarer Masse ist, das eindeutig außerhalb unserer Galaxie entdeckt wurde.
Schwarze Löcher mit stellarer Masse entstehen, wenn massereiche Sterne das Ende ihres Lebens erreichen und unter sich zusammenbrechen Schwerkraft. In einem Binärsystem, einem System aus zwei umeinander kreisenden Sternen, hinterlässt dieser Prozess ein schwarzes Loch im Orbit mit einem leuchtenden Begleitstern. Das Schwarze Loch ist „ruhend“, wenn es keine starke Röntgenstrahlung aussendet, und so werden solche Schwarzen Löcher normalerweise entdeckt.
„Es ist unglaublich, dass wir kaum ruhende Schwarze Löcher kennen, wenn man bedenkt, wie verbreitet Astronomen sie glauben.“ erklärt Co-Autor Pablo Marchant von der KU Leuven. Das neu entdeckte Schwarze Loch hat mindestens die neunfache Masse unserer Sonne und umkreist einen heißen, blauen Stern, der die 25-fache Masse der Sonne wiegt.
Ruhende Schwarze Löcher sind besonders schwer zu erkennen, da sie nicht viel mit ihrer Umgebung interagieren. „Seit mehr als zwei Jahren suchen wir nach solchen Schwarze-Loch-Binärsysteme" sagt Co-Autorin Julia Bodensteiner, wissenschaftliche Mitarbeiterin bei der ESO in Deutschland. „Ich war sehr aufgeregt, als ich von VFTS 243 hörte, das meiner Meinung nach der bisher überzeugendste Kandidat ist.“
Um VFTS 243 zu finden, durchsuchte die Kollaboration fast 1000 massereiche Sterne in der Region des Tarantelnebels Große Magellansche Wolke, auf der Suche nach denen, die schwarze Löcher als Begleiter haben könnten. Diese Begleiter als Schwarze Löcher zu identifizieren, ist äußerst schwierig, da es so viele alternative Möglichkeiten gibt.
Bildnachweis: ESO
„Als Forscher, der in den letzten Jahren potenzielle Schwarze Löcher entlarvt hat, war ich äußerst skeptisch gegenüber dieser Entdeckung.“ sagt Schenar. Die Skepsis teilte Co-Autor Kareem El-Badry vom Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian in den USA, die Shenar den „Zerstörer des Schwarzen Lochs“ nennt. „Als Tomer mich bat, seine Ergebnisse noch einmal zu überprüfen, hatte ich meine Zweifel. Aber ich konnte keine plausible Erklärung für die Daten finden, die kein Schwarzes Loch beinhalteten.“ erklärt El-Badry.
Die Entdeckung ermöglicht dem Team auch einen einzigartigen Einblick in die damit einhergehenden Prozesse Entstehung von Schwarzen Löchern. Astronomen glauben, dass sich ein Schwarzes Loch mit stellarer Masse als Kern von a bildet massiver sterbender Stern zusammenbricht, aber es bleibt ungewiss, ob dies von einer mächtigen Supernova-Explosion begleitet wird oder nicht.
„Der Stern, der das Schwarze Loch in VFTS 243 bildete, scheint vollständig zusammengebrochen zu sein, ohne Anzeichen einer früheren Explosion.“ erklärt Shenar. „Beweise für dieses ‚direkte Zusammenbruchs'-Szenario sind in letzter Zeit aufgetaucht, aber unsere Studie liefert wohl einen der direktesten Hinweise. Dies hat enorme Auswirkungen auf die Herkunft von Verschmelzungen von Schwarzen Löchern im Kosmos.“
Das Schwarze Loch in VFTS 243 wurde unter Verwendung von sechs Jahren Beobachtungen des Tarantula-Nebels mit dem Fiber Large Array Multi Element Spectrograph (FLAMES)-Instrument am VLT der ESO gefunden.
Trotz des Spitznamens „Schwarze-Loch-Polizei“ ermutigt das Team aktiv zur genauen Untersuchung und hofft, dass ihre Arbeit, die heute in Nature Astronomy veröffentlicht wurde, die Entdeckung anderer Sternmassen ermöglichen wird Schwarze Löcher, die massereiche Sterne umkreisen, von denen Tausende in der Milchstraße und in den Magellanschen Wolken vorhergesagt werden.
„Natürlich erwarte ich von anderen auf dem Gebiet, dass sie unsere Analyse sorgfältig durcharbeiten und versuchen, alternative Modelle auszuhecken.“ schließt El-Badry. „Es ist ein sehr spannendes Projekt, an dem man beteiligt ist.“
Journal Referenz
- Tomer Shenar, Hugues Sana, Laurent Mahy, Kareem El-Badry, Pablo Marchant, Norbert Langer, Calum Hawcroft, Matthias Fabry, Koushik Sen, Leonardo A. Almeida, Michael Abdul-Masih11, Julia Bodensteiner, Paul Crowther, Mark Gieles, Mariusz Gromadzki , Vincent Henault-Brunet, Artemio Herrero, Alex de Koter, Patryk Iwanek, Szymon Kozłowski, Danny J. Lennon, Jesús Maiz Apellániz, Przemysław Mroz, Anthony FJ Moffat, Annachiara Picco, Paweł Pietrukowicz, Radosław Poleski, Krzysztof Rybicki, Fabian RN Schneider , Dorota M. Skowron, Jan Skowron, Igor Soszynski, Michał K. Szymanski, Silvia Toonen, Andrzej Udalski, Krzysztof Ulaczyk, Jorick S. Vink, Marcin Wrona. Ein röntgenruhiges Schwarzes Loch, das mit einem vernachlässigbaren Kick in einem massiven Binärsystem der Großen Magellanschen Wolke geboren wurde Research Paper
