Stellen Sie sich vor, Sie werden in den Klauen eines Schwarzen Lochs gefangen, mit schwindelerregender Geschwindigkeit herumgewirbelt und Ihre Masse langsam, aber kontinuierlich abgesaugt. Und dieses tanzende Duo könnte die erste ultrakompakte Röntgenbinärdatei für Schwarze Löcher sein, die in unserer Galaxie identifiziert wurde.
"Dieser weiße Zwerg befindet sich so nahe am Schwarzen Loch, dass Material vom Stern weggezogen und auf eine Materiescheibe um das Schwarze Loch geworfen wird, bevor es hineinfällt", sagte Arash Bahramian von der Universität von Alberta in Edmonton, Kanada Michigan State University, Erstautor eines neuen Papiers.
Wenn Sie der weiße Zwerg in dieser Notlage waren, wünschen Sie sich vielleicht ein schnelles Ende. Aber irgendwie scheint der Stern nicht in Gefahr zu sein, in das Schwarze Loch zu fallen oder von ihm auseinandergerissen zu werden.
"Wir glauben nicht, dass es einem Weg in Vergessenheit folgen wird, sondern im Orbit bleiben wird", fügte Bahramian hinzu.
Daten des Chandra-Röntgenobservatoriums, der NuSTAR-Mission und des Australian Telescope Compact Array (ATCA) zeigen, dass dieser Stern etwa zweimal pro Stunde um das Schwarze Loch peitscht und möglicherweise der engste Orbital-Tanz ist, der jemals für ein wahrscheinliches Schwarz beobachtet wurde Loch und ein Begleitstern.
Dieses scheinbar einzigartige binäre System - mit dem großen Namen X9 - befindet sich im Kugelsternhaufen 47 Tucanae, einem dichten Sternhaufen in unserer Galaxie, etwa 14.800 Lichtjahre von der Erde entfernt.
Astronomen haben dieses System für eine Weile untersucht.
"Lange Zeit glaubte man, dass X9 aus einem weißen Zwerg besteht, der Materie von einem sonnenähnlichen Stern mit geringer Masse zieht", schrieb Bahramian in einem Blogbeitrag.
Aber 2015 zeigten Funkbeobachtungen mit der ATCA, dass das Paar wahrscheinlich ein Schwarzes Loch enthält, das Material von einem Begleitstern namens Weißer Zwerg zieht, einem Stern mit geringer Masse, der den größten Teil oder den gesamten Kernbrennstoff erschöpft hat.
"Im Jahr 2015 beobachteten Dr. Miller-Jones und Mitarbeiter eine starke Funkemission von X9, die auf das Vorhandensein eines Schwarzen Lochs in dieser Binärdatei hinweist", fuhr Bahramian fort. "Sie schlugen vor, dass dies bedeuten könnte, dass das System aus einem schwarzen Loch besteht, das Materie von einem weißen Zwerg zieht."
Bei Betrachtung der archivierten Chandra-Daten wurden alle 28 Minuten Änderungen der Röntgenhelligkeit auf dieselbe Weise festgestellt, und Bahramian und sein Doktorvater Craig Heink halten dies für die Zeit, die der Begleitstern benötigt, um eine vollständige Umlaufbahn um die zu machen schwarzes Loch. Chandra-Daten zeigen auch Hinweise auf große Mengen an Sauerstoff im System, ein charakteristisches Merkmal von Weißen Zwergen. Sie glauben, dass ein starker Fall gemacht werden kann, dass der Begleitstern ein weißer Zwerg ist. Und dieser Stern würde dann das Schwarze Loch in nur 2,5-facher Entfernung zwischen Erde und Mond umkreisen.
"Schließlich kann so viel Materie vom Weißen Zwerg weggezogen werden, dass er nur noch die Masse eines Planeten hat", sagte Heinke, ebenfalls von der University of Alberta. "Wenn es weiter an Masse verliert, kann der Weiße Zwerg vollständig verdunsten."
Die Forscher glauben, dass dieses System ein guter Kandidat für zukünftige Beobachtungsstellen für Gravitationswellen wäre. Die Frequenz muss zu niedrig sein, um mit dem Laserinterferometer-Gravitationswellenobservatorium LIGO, das im vergangenen Jahr bahnbrechende Detektionen von Gravitationswellen durchgeführt hat, erfasst zu werden. Systeme wie dieses könnten uns mehr über Gravitationswellen erzählen und mehr Informationen über binäre Systeme von Schwarzen Löchern liefern.
"Wir werden diese Binärdatei in Zukunft genau beobachten, da wir wenig darüber wissen, wie sich ein solch extremes System verhalten sollte", sagte Co-Autor Vlad Tudor von der Curtin University und dem Internationalen Zentrum für Radioastronomieforschung in Perth, Australien. "Wir werden auch weiterhin Kugelsternhaufen in unserer Galaxie untersuchen, um festzustellen, ob weitere Beweise für sehr enge Binärdateien für Schwarze Löcher gefunden werden können."
Weiterführende Literatur:
Chandra Pressemitteilung
ICRAR-Pressemitteilung
Blogeintrag
Papier: Die ultrakompakte Natur des Schwarzlochkandidaten Röntgenbinär 47 Tuc X9
