Stellair zwart gat op 1550 lichtjaar afstand gevonden
Het nieuw gevonden zwarte gat bevindt zich in het dubbelstersysteem Gaia DR3 4373465352415301632 samen met een hoofdreeksster die iets kleiner is dan de Zon. Het bevindt zich op een aftand van slechts 1550 lichtjaar en is daarmee het dichtstbijzijnde bekende zwarte gat.
Eenvoudige berekeningen van de stellaire populatie suggereren dat zwarte gaten met stellaire massa’s veel zouden moeten voorkomen in ons sterrenstelsel. Astronomen schatte dat dat er minstens 100 miljoen zouden kunnen zijn. Zwarte gaten in dit massabereik zijn echter lastig met behulp van waarnemingen te vinden.
Geïsoleerde zwarte gaten kunnen alleen worden gedetecteerd met gravitationele microlensing, terwijl zwarte gaten in binaire systemen alleen gemakkelijk kunnen worden gedetecteerd als de begeleidende ster dichtbij genoeg is om accretie te laten plaatsvinden.
Hoewel er tientallen röntgendubbelsterren met kandidaat zwarte gaten zijn gevonden is het een uitdaging gebleken om bredere binaire system te vinden.
Voor hun onderzoek analyseerde de onderzoeksgroep van de universiteit van Alabama gegevens van bijna 200.00 dubbelsterren die zijn vrijgegeven door de GAIA-missie van de ESA.
Ze zochten naar objecten waarvan werd gemeld dat ze grote begeleidende massa’s hadden maar waarvan de helderheid kon worden toegeschreven aan een enkele zichtbare ster. Dan is er dus een goede reden om aan de nemend at er sprake is van een donkere begeleider.
Het team nam vervolgens de interessante bronnen waar met verschillende telescopen waaronder de Automated Planet Finder, de Giant Magellan Telescope en de Gemini-telescopen van de Keck-sterrenwacht.
De aantrekkingskracht van het zwarte gat op de zichtbare zonachtige ster kan worden bepaald aan de hand van spectroscopische metingen die een gezichtslijnsnelheid geven als gevolg van een Dopplerverschuiving. Door de gezichtslijnsnelheden van de zichtbare ster te analyseren, en deze zichtbare ster lijkt op onze Zon, kan worden afgeleid hoe zwaar de metgezel van het zwarte gat is, evenals de rotatieperiode en hoe excentrisch de baan is.
De spectroscopische metingen van de onderzoekers bevestigden onafhankelijk de GAIA-oplossing die ook aangaf dat dit dubbelstersysteem is samengesteld uit een zichtbare ster die rond een zeer massief object draait.
De onderzoekers ontdekten dat het binaire systeem Gaia DR3 437346535241632 een zwart gat herbergt in een excentrische baan met een lange periode.
Het zwarte gat heeft een massa van 11,9 zonsmassa en zijn begeleider, een hoofdreeksster, heeft een massa van 0,91 zonsmassa en een leeftijd van ongeveer 7 miljard jaar.
Zwarte gaten in binaire systemen bevinden zich meestal in banen met een korte periode maar in dit geval gaat het om een lange baan van 185 aardse dagen. Het zwarte gat bevindt zich redelijk ver van de ster en het maakt geen vorderingen om de ster te naderen.
Het artikel van het onderzoeksteam zal in de Astrophysical Journal worden gepubliceerd.
Artikel: Sukanya Chakrabarti et al. 2022. A non-interacting Galactic black hole candidate in a binary system with a main-sequence star. ApJ, in press; arXiv: 2210.05003
Eerste publicatie: 22 oktober 2022
Bron: Sci-News