Seltsam ruhiges schwarzes Loch, das um schnell spinnenden Stern beschmutzt wurde

Astronomen haben ein ruhiges schwarzes Loch gefunden, das einen massiven, sich schnell drehenden Stern umkreist, was darauf hindeutet, dass diese seltsamen binären Systeme in der gesamten Milchstraße vorkommen können.

Der riesige Stern MWC 656, der als "B-Emission" oder "Be" Stern bekannt ist, teilt Raum mit einem begleitenden stellaren Massen-Schwarzen Loch, berichten Forscher in einer Studie, die heute (15. Januar) in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde. Überraschenderweise emittiert das Schwarze Loch keine Röntgenstrahlung, was erklärt, wie das Objekt bisher der Detektion entgangen war.

"Es ist wichtig anzumerken, dass nur ein [anderes] schwarzes Loch mit einem massiven stellaren Begleiter in der Galaxie bekannt ist - die helle Röntgenquelle Cyg X-1", Studienleiter Jorge Casares vom Instituto de Astrofisica de Canarias auf den Kanarischen Inseln, sagte ProfoundSpace.org per E-Mail. "Unsere Entdeckung deutet darauf hin, dass viele weitere Schwarze Löcher mit massiven Begleitern in Form von ruhenden Be Binärdateien existieren könnten." [Die seltsamsten schwarzen Löcher im Universum]

Ein seltsames Paar

Viele Be-Sterne wie MWC 656 sind dafür bekannt, Begleiter zu haben - meistens kleine und unglaublich dichte Supernova-Überreste, die als Neutronensterne bekannt sind. Aber ein Schwarzes Loch sei bisher noch nie mit einem Be-Stern gefunden worden, sagten Forscher.

MWC 656 liegt etwa 8.500 Lichtjahre von der Erde entfernt und ist 10 bis 16 mal massiver als die Sonne der Erde. Der Stern dreht sich so schnell, dass geschätzte 671.000 mph (1,08 Millionen km / h) riesige Mengen an Material aus seinem Äquator ausgestoßen werden, wodurch eine Scheibe um den Stern entsteht.

Mit zwei optischen Teleskopen am Observatorium Roque de los Muchachos auf den Kanarischen Inseln untersuchten Casares und sein Team die Emissionen dieser zirkumstellaren Scheibe. Die Wissenschaftler erkannten auch optische Emissionen, die von der "Akkretionsscheibe" aus Gas und Staub bestimmt wurden, die von einem nahegelegenen Schwarzen Loch angesaugt wurde.

Die Analyse dieser Emissionslinien deutet darauf hin, dass das Schwarze Loch 3,8 bis 6,9 Mal so massiv ist wie die Sonne der Erde, so die Forscher. Es ist also ein stellar-schwarzes Loch, eine Art Objekt, das entsteht, wenn riesigen Sternen der Treibstoff ausgeht und sie zusammenbrechen.

Schwarze Löcher emittieren typischerweise hochenergetisches Röntgenlicht, das erzeugt wird, wenn sich das Material in den Akkretionsscheiben der Schwarzen Löcher in die Mäuler der hungrigen Objekte spiralisiert. Aber das passiert nicht im MWC 656-System, wahrscheinlich weil die Festplatte des Begleitsterns (die zur Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs beiträgt) sich so schnell dreht.

"Die Abwesenheit von Röntgenemission von diesem System ist ein Beweis dafür, dass Material nicht in das Schwarze Loch geleitet wird. Vielmehr muss es in einem Haltemuster innerhalb der Akkretionsscheibe gehalten werden", schrieb Virginia McSwain von der Lehigh University in Pennsylvania ein begleitender Kommentar in der gleichen Ausgabe der Natur.

"Gas in den äußeren Regionen der Scheibe des Be-Sterns wird einen hohen Drehimpuls haben, der während des Massentransfers auf die Akkretionsscheibe übertragen wird", fügte McSwain hinzu. "Ohne einen effizienten Mechanismus zur Beseitigung dieses Drehimpulses wird die Akkretion unterdrückt und das Schwarze Loch bleibt ruhig."

Schwarze Löcher sind so bizarr, sie klingen unwirklich. Doch Astronomen haben gute Beweise dafür gefunden, dass sie existieren. Testen Sie Ihr Wissen über diese verrückten Wunder.

Zurück zum Zeichenbrett?

Das MWC 656-System könnte nur die Spitze des Eisbergs sein, da viele weitere ruhelose Schwarze Löcher das Universum bevölkern könnten, schrieb McSwain. Astronomen könnten bald andere solche Systeme entdecken, jetzt wo sie wissen, wonach sie suchen müssen, fügte sie hinzu.

Die neue Studie könnte Astronomen auch zwingen, einige ihrer Ideen über die Entstehung und Entwicklung von Black-Hole-Systemen zu überdenken, sagte Casares.

"Populations-Synthesemodelle sagen voraus, dass nur sehr wenige schwarze Löcher die binäre Evolution überleben und Be / Black-Bore-Binaries wie MWC 656 produzieren", sagte er, "weil entweder die beiden Sterne verschmelzen bevor das Schwarze Loch gebildet wird oder das Binärsystem gestört wird Die Supernova-Explosion: Die Tatsache, dass dieses System hell und relativ nah ist, deutet darauf hin, dass diese Binaries häufiger vorkommen als die Theorie vorhersagt, und dies hat starke Implikationen für Modelle der Bildung schwarzer Löcher und eine enge binäre Evolution. "