Stjerne i nærmeste kredsløb nogensinde set omkring sort hul

Astronomer har fundet beviser for en stjerne, der pisker rundt om et sandsynligt sort hul to gange i timen. Dette kan være den strammeste orbitaldans nogensinde set af et sort hul og en ledsagerstjerne i vores egen Mælkevejsgalakse.

Denne opdagelse blev gjort ved hjælp af to af NASAs rumbaserede teleskoper, Chandra X-ray Observatory og NuSTAR, og Australia Telescope Compact Array placeret i New South Wales, Australien.

Stjerneparret - kendt som en binær - er placeret i den kugleformede hob 47 Tucanae, en tæt klynge stjerner i vores galakse omkring 14, 800 lysår væk fra Jorden.

Mens astronomer har kendt til det binære i mange år, det var først i 2015, at et hold ledet af forskere fra Curtin University og International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR) fandt ud af, at det sandsynligvis bestod af et sort hul, der trak materiale fra en ledsagerstjerne.

Nye observationer fra Chandra viser, at systemet - kendt som X9 - konsekvent ændrer sig i røntgenlysstyrke hvert 28. minut, hvilket sandsynligvis er den tid, det tager den ledsagende stjerne at lave en hel bane rundt om det sorte hul.

Sammen med tegn på store mængder ilt i systemet, dette gør et stærkt tilfælde af, at X9 indeholder en hvid dværgstjerne, der kredser om et sort hul med kun 2,5 gange afstanden mellem Jorden og Månen.

"Denne hvide dværg er så tæt på det sorte hul, at materialet bliver trukket væk fra stjernen og dumpet på en skive af stof omkring det sorte hul, før det falder ind, " sagde førsteforfatter Dr Arash Bahramian, fra University of Alberta i Canada og Michigan State University i USA.

"Heldigvis for denne stjerne, vi tror ikke, den vil følge denne vej ind i glemslen - den bør forblive i kredsløb."

Selvom den hvide dværg ikke ser ud til at være i fare for at falde i eller blive revet fra hinanden af ​​det sorte hul, dens skæbne er uvis.

Lektor James Miller-Jones, fra Curtin University og ICRAR, sagde, "Vi tror, ​​at stjernen kan have mistet gas til det sorte hul i titusinder af år og nu har mistet størstedelen af ​​sin masse."

"Over tid, vi tror, ​​at stjernens bane vil blive bredere og bredere, efterhånden som endnu mere masse går tabt, til sidst at blive til et eksotisk objekt, der ligner den berømte diamantplanet, der blev opdaget for et par år siden, " han sagde.

Hvordan fik det sorte hul en så tæt følgesvend? En mulighed er, at det sorte hul smadrede ind i en rød kæmpestjerne, og da gas fra de ydre områder af stjernen blev kastet ud, blev der dannet en binær, indeholdende et sort hul og en hvid dværg. Binærens kredsløb ville så være skrumpet, da gravitationsbølger blev udsendt, indtil det sorte hul begyndte at trække materiale fra den hvide dværg.

Gravitationsbølgerne, der produceres af det binære system, har en frekvens for lav til at blive detekteret af de jordbaserede faciliteter, der bekræftede eksistensen af ​​gravitationsbølger sidste år, men det er muligt, at rumbaserede gravitationsbølgeobservatorier i fremtiden kan være følsomme nok at opdage dem.

Medforfatter Vlad Tudor, også fra Curtin University node af ICRAR, sagde en alternativ teori ville involvere en neutronstjerne, der bliver spundet op, mens materiale trækkes væk af det sorte hul.

"Ligesom en snurretop, når du trækker snoren rundt fra midten for at få den til at gå - men denne teori forklarer ikke alt, hvad vi ser her, så vores bedste nuværende forklaring er, at vi har at gøre med en hvid dværg i ekstremt tæt nærhed af et sort hul, " han sagde.