Forestil dig at blive fanget i koblingerne på et sort hul, blive hvirvet rundt i svimlende hastigheder og få din masse langsomt, men konstant suget væk. Og denne dansende duo kunne være den første ultrakompakte sort hul røntgenstråle binære identificeret i vores galakse.
”Denne hvide dværg er så tæt på det sorte hul, at materiale trækkes væk fra stjernen og dumpes på en skive med materie omkring det sorte hul, før han faldt ind,” sagde Arash Bahramian fra University of Alberta i Edmonton, Canada og Michigan State University, første forfatter af et nyt papir.
Hvis du var den hvide dværg i denne situation, kan du ønske dig en hurtig afslutning på det hele. Men på en eller anden måde ser stjernen ikke ud til at være i fare for at falde ind eller blive revet i stykker af det sorte hul.
”Vi tror ikke, det vil følge en sti til glemmebogen, men i stedet forblive i kredsløb,” tilføjede Bahramian.
Data fra Chandra X-ray Observatory, NuSTAR-missionen og det australske teleskop Compact Array (ATCA) viser bevis for, at denne stjerne pisker rundt om det sorte hul cirka to gange i timen, og det kan være den strameste orbital-dans, der nogensinde har været vidne til for en sandsynlig sort hul og en ledsager stjerne.
Dette tilsyneladende unikke binære system - med et stort navn, X9 - er placeret i den kugleformede klynge 47 Tucanae, en tæt klynge af stjerner i vores galakse omkring 14.800 lysår fra Jorden.
Astronomer har studeret dette system i et stykke tid.
”I lang tid troede man, at X9 er sammensat af en hvid dværg, der trækker stof fra en solrig stjerne med lav masse,” skrev Bahramian i et blogindlæg.
Men i 2015 viste radioobservationer med ATCA, at paret sandsynligvis indeholder et sort hul, der trækker materiale fra en ledsagerstjerne kaldet en hvid dværg, en lavmasse-stjerne, der har opbrugt det meste eller hele dets kernebrændstof.
”I 2015 observerede Dr. Miller-Jones og samarbejdspartnere stærk radioemission fra X9, hvilket indikerede tilstedeværelsen af et sort hul i denne binære,” fortsatte Bahramian. ”De foreslog, at dette kunne betyde, at systemet består af et sort hul, der trækker stof fra en hvid dværg.”
Ser man på arkiverede Chandra-data, viste det ændringer i røntgenlysstyrke på samme måde hvert 28. minut, og Bahramian og hans ph.d.-vejleder Craig Heink mener, at dette sandsynligvis er den tid, det tager den ledsagende stjerne at gøre en komplet bane rundt om sort hul. Chandra-data viser også bevis for store mængder ilt i systemet, et karakteristisk træk ved hvide dværge. De føler, at der kan gøres en stærk sag om, at ledsagerstjernen er en hvid dværg. Og denne stjerne ville derefter kredse rundt om det sorte hul på kun 2,5 gange afstanden mellem Jorden og Månen.
”Til sidst kan så meget stof trækkes væk fra den hvide dværg, at det ender med at have massen af en planet,” sagde Heinke, også fra University of Alberta. "Hvis det fortsat mister masse, kan den hvide dværg muligvis fordampe."
Forskerne mener, at dette system ville være en god kandidat til fremtidige gravitationsbølgeobservatorier til at observere. Det er for lavt for en frekvens, der er for lav til at blive detekteret med Laser Interferometer Gravitations-Wave Observatory, LIGO, der gjorde banebrydende detektioner af gravitationsbølger sidste år. Systemer som dette kunne fortælle os mere om gravitationsbølger samt give mere information om binære systemer med sort hul.
”Vi vil se denne binære nøje i fremtiden, da vi ved lidt om, hvordan et så ekstremt system skal opføre sig”, sagde medforfatter Vlad Tudor fra Curtin University og International Center for Radio Astronomy Research i Perth, Australien. ”Vi vil også fortsætte med at studere kugleformede klynger i vores galakse for at se, om der kan findes mere bevis for meget stramme sorte hulbinarier.”
Yderligere læsning:
Chandra pressemeddelelse
ICRAR pressemeddelelse
Blogindlæg
Papir: Den ultrakompakte karakter af sort hullet kandidat røntgen binær 47 Tuc X9
