Slapend zwart gat gevonden op 1600 lichtjaar afstand
Gaia BH1 heeft een massa van 9,62 zonsmassa en draait op een afstand van ongeveer 1 Astronomische Eenheid om een zonachtige ster. Het system bevindt zich op een afstand van ongeveer 1600 lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Ophiuchus.
Ons sterrenstelsel zal naar verwachting ten minste 100 miljoen stellaire zwarte gaten bevatten, waarvan een onbekend deel zich in binaire systemen bevindt.
De lijst van bekende en vermoedelijke zwarte gaten bestaat uit ongeveer 20 dynamisch bevestigde zwarte gaten in röntgendubbelsterren, nog eens 50 röntgenbronnen waarvan wordt vermoed dat ze, op basis van hun röntgeneigenschappen, een zwart gat bevatten, enkele stille röntgendubbelsterren waarin op dynamische gronden een zwart gat wordt vermoed en een geïsoleerde kandidaat zwart gat die via microlensing is gevonden.
Gaia BH1 verschilt in verschillende opzichten van andere bekende zwarte gaten in dubbelsterren – het bevindt zich op een afstand van bijna 1600 lichtjaar en is erg helder.
Samen met het ontbreken van vervuiling van een accretieschijf en het feit dat de lichtgevende ster koel is en langzaam roteert maakt dit het mogelijk om het systeem in optisch licht meer gedetailleerd te bestuderen dan mogelijk is voor zwarte gat röntgendubbelsterren.
Neem het zonnestelsel, zet een zwart gat op de plek van de Zon en de Zon op de plek van de Aarde en je hebt dit systeem, aldus Dr. Kareem El-Badry, astrofysicus aan het Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics en het Max Planck Institute for Astronomy.
Hoewel er veel beweerde detecties van dit soort systemen zijn geweest zijn ze bijna al deze ontdekkingen vervolgens weerlegd. Dit is de eerste ondubbelzinnige detectie van een zonachtige ster in een wijde baan rond een stellair zwart gat in ons sterrenstelsel.
Dr. El-Badry en zijn collega’s identificeerden het Gaia BH1-systeem door gegevens te analyseren van de Europese Gaia-ruimtesonde die steren in ons sterrenstelsel in kaart brengt.
Gaia legde de minieme onregelmatigheden vast in de beweging van de ster die worden veroorzaakt door de zwaartekracht van een onzichtbaar massief object.
Om het system gedetailleerder te onderzoeken maakten de onderzoekers gebruikt van de Gemini Multi-Object Spectrograph gekoppeld aan de Gemini North. Hiermee kon men de snelheid van de begeleidende ster meten terwijl deze om het zwarte gat draaide en een zo nauwkeurig de omlooptijd bepalen.
De vervolgwaarnemingen met Gemini waren cruciaal voor het beperken van de baanbeweging en dus de massa van de twee componenten in het Gaia BH1-systeem, waardoor de onderzoekers het centrale object konden identificeren als een zwart gat dat ongeveer 10 keer zwaarder is als onze Zon.
Toen de onderzoekers de eerste aanwijzingen kregen dat het systeem een zwart gat bevatte hadden ze slechts een week voordat de beide objecten zich het dichtst bij elkaar in hun baan bevonden. Metingen op dit punt zijn essentieel om nauwkeurige massaschattingen te maken in een binair systeem.
Het vermogen van Gemini om heel snel waarnemingen te doen was van cruciaal belang voor het succes van dit project. Als de onderzoekers dit smalle venster hadden gemist dan hadden ze een jaar moeten wachten.
Het onderzoek is gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Artikel: Kareem El-Badry et al. A Sun-like star orbiting a black hole. MNRAS, published online November 2, 2022; doi: 10.1093/mnras/stac3140
Eerste publicatie: 5 november 2022
Bron: sci-news
