science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Een zwart gat in een röntgendubbelster met lage massa

Een optisch beeld van de bolvormige sterrenhoop 47 Tuc, gemaakt door Hubble. Er zijn talrijke bekende lage-massa röntgendubbelsterren (LMXB's) in deze en andere bolvormige sterrenhopen. Astronomen melden dat ze de eerste LMXB hebben gevonden waarvan het compacte object een zwart gat is in plaats van een neutronenster. Krediet:NASA / Hubble-ruimtetelescoop

Een bolvormige sterrenhoop is een ruwweg bolvormig geheel van sterren (maar liefst enkele miljoenen) die door de zwaartekracht aan elkaar zijn gebonden, en bevinden zich doorgaans in de buitenste regionen van sterrenstelsels. Lage massa röntgendubbelsterren (LMXB's) zijn systemen waarin één ster compact is (een neutronenster of een zwart gat) en materie aangroeit van een begeleidende ster.

Astronomen hebben al lang opgemerkt dat er fractioneel veel meer LMXB's in bolvormige clusters zijn dan elders in de melkweg, een overvloed die gewoonlijk wordt toegeschreven aan de hoge stellaire dichtheid in bolhopen. Maar dit vestigt de aandacht op een ander ongewoon kenmerk van de LMXB's in bolbollen.

In het galactische veld, de meeste LXMB's worden gevormd uit dubbelsterren naarmate ze ouder worden en evolueren, maar in bolvormige sterrenhopen is aangetoond dat de meeste LMXB's worden gevormd wanneer compacte objecten een andere ster ontmoeten en vervolgens vangen.

Er zijn veel neutronensterren in clusters, maar van zwarte gaten die zich in deze dichte stellaire omgevingen vormen, wordt verwacht dat ze ofwel naar het centrum van de cluster zinken of anders door de zwaartekracht uit de cluster worden uitgestoten nadat ze zijn gevormd. Inderdaad, alle LMXB's die in bolvormige sterrenhopen worden gezien, zijn van het type met een neutronenster.

CfA-astronoom Javier Garcia was lid van een team dat LMXB's bestudeerde in de 47 Tuc-bolvormige sterrenhoop. Ze ontdekten er een, genaamd X9, dat een zwart gat lijkt te bevatten, en als de interpretatie juist is, zou X9 het eerste geval zijn in onze Galaxy.

Het team gebruikte gelijktijdige observaties van de bron met Chandra, NuSTAR, en de Australië Compact Array, plus archiefdatasets, om een ​​modulatie van achtentwintig minuten van het signaal van X9 te vinden, zoals zou worden geproduceerd door een zwart gat van ongeveer één zonnemassa in een baan om een ​​witte dwergster van ongeveer 0,02 zonnemassa's. De bron heeft enkele andere ongebruikelijke kenmerken, inclusief een precessieperiode van 6,8 dagen, en een relatief hoge massaoverdracht voor LMXB's, ongeveer zeven miljoenste van een aardmassa per jaar.