Eine computergenerierte Darstellung der Doppelsterne. ESO / L. Calçada
Als Astronomen der Europäischen Südsternwarte nur 1.000 Lichtjahre entfernt auf eine gewaltige Energiequelle stießen, verbreitete sich ihre Entdeckung in der wissenschaftlichen Gemeinschaft.
Es sah so aus, als hätten wir das nächstgelegene schwarze Loch aller Zeiten entdeckt. Wir könnten vielleicht mit einer Verzögerung von nur 1.000 Jahren in den dunklen Abgrund blicken.
Aber diese unglaubliche Entdeckung war auch mit einer gewissen Skepsis verbunden. Wenn es um Wissenschaft geht, die das Potenzial hat, unsere Sicht auf das Universum zu verändern, ist äußerste Sorgfalt erforderlich.
"Es ist nicht nur normal, sondern es sollte sein, dass Ergebnisse hinterfragt werden", erklärt Thomas Rivinius, ein in Chile ansässiger Astronom der ESO.
Durch diesen prüfenden zweiten Blick kamen zwei Forscher dazu, eine Erklärung vorzuschlagen, die mit dieser anfänglichen Idee eines schwarzen Lochs bricht.
Die HR 6819 Das System, in dem sich das angebliche Schwarze Loch befand, könnte überhaupt kein Schwarzes Loch haben.
Wissenschaftler dachten, dass ein wirbelndes Materievolumen im Abfluss eines Schwarzen Lochs kreist, aber dies könnte einfach Materie von einem Stern sein, der einen Großteil seiner Masse an einen anderen Stern verloren hat. Dieser 180-Grad-Befund isterklärt in einer Studie, die am Mittwoch in der Zeitschrift veröffentlicht wurdeAstronomie und Astrophysik.
Die Korrekturstudie könnte helfen, zwei Wunder des Universums zu erklären: Gravitationswellen und Supernova-Explosionen.
Astronomen schließen sich zusammen, um „stellaren Vampirismus“ zu entdecken, wo ein schwarzes Loch lauern sollte
"Wir hatten die Grenze der vorhandenen Daten erreicht, also mussten wir uns einer anderen Beobachtungsstrategie zuwenden, um zwischen den beiden von den beiden Teams vorgeschlagenen Szenarien zu entscheiden", sagt Abigail Frost, ein Forscher an der KU Leuven, der die neue Studie leitete.
Um die Geheimnisse dieses verwirrenden Systems zu lüften, haben beide Wissenschaftsteams – das von Anfang an, Extravaganz des Schwarzen Lochs, und das spätere mit einer alternativen Theorie im Hinterkopf – arbeitete zusammen, um neue, hochauflösendere Daten von HR 6819 zu entwickeln.
Dies wurde mit dem Very Large Telescope der ESO sowie dem Very Large Telescope Interferometer VLTI erreicht, die sich beide in Chile befinden.
„Das VLTI war die einzige Einrichtung, die uns die entscheidenden Daten lieferte, die wir brauchten, um zwischen den beiden Erklärungen zu unterscheiden“, sagte ein Autor sowohl der neuen Studie als auch der ersten Studie zur Positionierung von Schwarzen Löchern zu HR 6819.
Diese Teamarbeit war unerlässlich im Kampf um die Entschlüsselung der wahren Natur des HR 6819-Systems.
„Die Szenarien, nach denen wir gesucht haben, waren ziemlich klar, sehr unterschiedlich und mit dem richtigen Instrument leicht zu unterscheiden“, sagt Rivinius. „Wir waren uns einig, dass es zwei Lichtquellen im System gibt, also war die Frage, ob sie jede umkreisennahe beieinander liegen, wie im Szenario der gestrippten Sterne, oder weit voneinander entfernt, wie im Szenario des schwarzen Lochs."
Mit einer dualen Strategie nutzte das unerschrockene Kollektiv von Astronomen sowohl die Spektroskopischer Multi-Unit-Explorer MUSE-Instrument das sich auf dem VLT der ESO befindet und dem GRAVITY-Instrument des VLTI.
MUSE ermöglichte den Astronomen festzustellen, dass es keinen hellen Begleiter in einer breiteren Umlaufbahn gab, aber die hohe räumliche Auflösung von GRAVITY löste „zwei helle Quellen auf, die nur durch ein Drittel der Entfernung zwischen Erde und Sonne getrennt waren“, erklärte Frost.
Eine falsche Beobachtung eines Schwarzen Lochs könnte helfen, kosmische Geheimnisse zu entschlüsseln
"Diese Daten erwiesen sich als das letzte Puzzleteil und erlaubten uns den Schluss, dass HR 6819 ein binäres System ohne Schwarzes Loch ist", fügte Frost hinzu. Das Mega-Team von Astronomen machte dann im Moment eine kalkulierte VermutungSie hatten mit den Teleskopinstrumenten eingefangen und vermuten, dass sie das System in dem Moment eingefangen haben, "kurz nachdem einer der Sterne die Atmosphäre von seinem Begleitstern abgesaugt hatte", sagt Julia Bodensteiner, ein ESO-Stipendiat in Deutschland, der auch Autor der neuen Studie ist.
„Dies ist ein häufiges Phänomen in engen Doppelsternsystemen, das in der Presse manchmal als ‚stellarer Vampirismus‘ bezeichnet wird“, fügt Bodensteiner hinzu. Als der „Spender“-Stern von einem Teil seines Materials befreit wurde, begann der Empfänger-Stern eine Pirouette zu drehen, immer schneller.
Mit anderen Worten, das Superteam von Astronomen hat das Paar ineinandergreifender Sterne in einem sehr seltenen Moment eingefangen – einem Moment, der „extrem schwierig“ einzufangen ist, erklärt Frost.
"Das macht unsere Ergebnisse für HR 6819 sehr aufregend, da es einen perfekten Kandidaten darstellt, um zu untersuchen, wie dieser Vampirismus die Entwicklung massereicher Sterne beeinflusst", was helfen könnte, die Geheimnisse beider zu entschlüsseln.Gravitationswellen, und Supernova-Explosionen.
Es ist selten, dass ein Fehler zu einer neuen Entdeckung führt, und noch seltener, dass einem Fehler etwas folgt, das unser Verständnis des gesamten Universums grundlegend verändern könnte. Aber genau das ist passiert.
Studienzusammenfassung:
Zwei Szenarien wurden vorgeschlagen, um den bestehenden Beobachtungsbeschränkungen des Objekts HR 6819 zu entsprechen. Das System könnte aus einem engen inneren B-Typ-Riesen + Schwarzes Loch BH-Binärsystem mit einem zusätzlichen Be-Begleiter auf einer weiten Umlaufbahn bestehen. Alternativ:es könnte ein Binärsystem sein, das aus einem gestrippten B-Stern und einem Be-Stern in einer engen Umlaufbahn besteht.Beide Szenarien machen HR 6819 zu einem Eckpfeilerobjekt, entweder als erdnächster stellarer BH oder als Beispiel für ein wichtiges Übergangs-NichtgleichgewichtPhase für Be-Sterne mit soliden Beweisen für seine Natur. Wir wollen zwischen den beiden Szenarien für HR 6819 unterscheiden. Beide Modelle sagen zwei leuchtende Sterne voraus, aber mit sehr unterschiedlichen Winkelabständen und Orbitalbewegungen. Daher ist das Vorhandensein heller Quellen in der 1Das Regime von -100 Millibogensekunden mas ist eine Schlüsseldiagnose zur Bestimmung der Natur des Systems HR 6819. Wir haben neue Daten mit hoher Winkelauflösung mit VLT/MUSE und VLTI/GRAVITY von HR 6819 erhaltenBegleiter beigroßen Skalen, während die interferometrischen GRAVITY-Daten bis hinab zu Trennungen von Ordnungsmassenskalen und großen Magnitudenunterschieden empfindlich sind.Die MUSE-Beobachtungen zeigen keinen hellen Begleiter in großen Abständen, und die GRAVITY-Beobachtungen zeigen die Anwesenheit eines stellaren Begleiters in einem Winkelabstand von ∼ 1,2 mas, der sich auf der Himmelsebene über eine Zeitskala bewegt, die mit der bekannten spektroskopischen 40-Tage-Periode kompatibel ist.Wir schließen daraus, dass HR 6819 ein binäres System ist und dass kein BH im System vorhanden ist.Die einzigartige Natur von HR 6819 und seine Nähe zur Erde machen es zu einem idealen System, um das unmittelbare Ergebnis der binären Wechselwirkung quantitativ zu charakterisieren und zu untersuchen, wie sich Be-Sterne bilden.