Köln, Tyskland | 18 December 2024 |
I centrum av Vintergatan finns ett supermassivt svart hål kallat Sagittarius A*. Det ligger cirka 27 000 ljusår från jorden och har en diameter på 23,5 miljoner kilometer.
I en världspremiär har ett team av astronomer ledda av Florian Peißker från Universität zu Köln i Tyskland upptäckt ett binärt stjärnsystem som kretsar kring detta svarta hål.
Systemet kallas D9. Upptäckten, som presenteras i en ny artikel publicerad idag i Nature Communications, ger insikt i den extrema miljön i centrum av vår galax. Den hjälper också till att förklara en långvarig kosmisk gåta om varför vissa stjärnor farter genom rymden mycket snabbare än andra.
Vad är ett binärt stjärnsystem?
Ett binärt stjärnsystem är enkelt uttryckt två stjärnor som kretsar kring varandra.
Vår sol är inte en del av ett binärt system, vilket är bra. Vi skulle inte vilja ha en annan stjärna som vandrar genom vårt solsystem. Det skulle störa jordens omloppsbana; vi skulle antingen brännas eller frysa.
Observationer visar att cirka två tredjedelar av stjärnorna i Vintergatan är ensamstjärnor, och resten är en del av ett binärt eller flerstjärnigt system. Större stjärnor är mer benägna att vara parade.
Binära stjärnsystem är användbara för astronomer eftersom deras rörelse innehåller en rikedom av information. Till exempel berättar hastigheten och avståndet i omloppen om stjärnornas massor.
För en ensam stjärna, å andra sidan, räknar vi vanligtvis ut dess massa utifrån dess ljusstyrka.
En teknisk krävande upptäckt
Även om forskare tidigare har förutsagt att binära stjärnsystem existerar nära supermassiva svarta hål, har de aldrig faktiskt upptäckt ett.
Denna nya upptäckt var tekniskt mycket krävande. Vi kan inte enkelt titta på systemet och se två stjärnor, eftersom det ligger för långt borta.
Istället använde astronomerna European Southern Observatory’s Very Large Telescope för att mäta förskjutningen av stjärnljuset – känt som Dopplereffekten. Detta visade att stjärnsystemets ljus hade en karakteristisk svängning, vilket indikerade en omloppsbana.
Men teamet gjorde mycket mer än så.
Eftersom binära stjärnor innehåller en rikedom av information, kunde astronomerna beräkna att detta specifika system är cirka 2,7 miljoner år gammalt. Det vill säga, för 2,7 miljoner år sedan tändes dessa stjärnor för första gången.
De var troligen inte födda i svarta hålets extrema omgivningar, så om de inte nyligen vandrat in i denna omgivning, har de överlevt cirka en miljon år i sin nuvarande miljö.
Detta, i sin tur, berättar om svarta hålets förmåga att störa stjärnor i dess omlopp. Svarta hål är mystiska väsen, men ledtrådar som denna hjälper oss att avslöja deras natur.
Stjärnor med ovanlig hastighet
Denna mekanism förklarar troligen en kosmisk gåta: hyperhastighetsstjärnor.
De flesta stjärnorna på natthimlen är i en typisk, nästan cirkulär omloppsbana runt centrum av vår galax. Omloppshastigheter är cirka 200 kilometer per sekund: mycket snabbt på jorden, men inget speciellt i rymden.
Sedan 2005 har vi dock upptäckt cirka 20 hyperhastighetsstjärnor, som farter genom vår galax med mer än 1 000 kilometer per sekund. Hur?
Vår bästa nuvarande teori är att hyperhastighetsstjärnor en gång var en del av ett binärt system som kretsade kring vårt supermassiva svarta hål. Med tiden kom stjärnorna för nära svarta hålet, och en komplicerad omloppsbana uppstod.
I tumultet, med ett svart hål som bestämde reglerna, blev en av stjärnorna utkastad. Den flydde till den yttre Vintergatan, där vi ser den som en hyperhastighetsstjärna.
Hitta hyperhastighetsfabriken
Det är en intressant teori.
Teoretiska beräkningar visar att mekanismen fungerar och hastigheterna är ungefär rätt. Observationer visar att många av de kända hyperhastighetsstjärnorna verkar skjuta iväg från det galaktiska centrum, vilket är en plus för teorin. Men hur kan vi testa denna idé på annat sätt?
Ett uppenbart sätt är att leta efter binära stjärnor runt vårt supermassiva svarta hål.
Astronomer har hållit ett vaksamt öga på vårt galaktiska centrum i decennier. Det är inte så svårt att hitta på natthimlen, som du kan se på bilden nedan.
Denna karta visar Sagittarius A* i förhållande till Antares. Svarta hålet är markerat med en cirkel inom konstellationen Skytten (Bågskytten). (Stellarium)
Här finns två pålitliga metoder för att hitta Sagittarius A*. Först, hitta Antares (ljus och röd), som är centrum av ryggen på Skorpionen, och sedan följ skorpionens kropp till spetsen av svansen, och det är nära svarta hålet. Alternativt, ladda ner en bra natthimmelsapp på din telefon; de är fantastiska.
I denna kontext är denna nya upptäckt mycket viktig. Astronomer hittade ett binärt stjärnsystem runt vårt supermassiva svarta hål. En viktig del av hyperhastighetspusslet faller på plats.
Källa:
Taggar:
- Astronomi
- Svarta hål
- Stjärnor
- Vintergatan
- Gravitation
- Binära stjärnsystem
- Hyperhastighetsstjärnor
- European Southern Observatory
- Forskning
- Universum
- Banbrytande upptäckt
