Pressemeddelelse

Roterende sort hul som æder en stjerne er en ny forklaring på et superkraftigt lys

Med hjælp fra ESO teleskoper bliver en kraftig eksplosion omforklaret

12. december 2016

Det overordentlig kraftige lyskpunkt, som har fået betegnelsen ASASSN-15lh i en fjern galakse, har man hidtil troet var den klareste supernova, som indtil nu er opdaget. Nu tyder nye observationer fra flere forskellige observatorier på, at det måske ikke alligevel har været tilfældet. En gruppe astronomer, blandt andre nogle, som er tilknyttet Københavns Universitet, DTU og ESO foreslår nu, at der har været tale om en endnu mere ekstrem og sjælden hændelse - et hurtigtroterende sort hul, som har flået en stjerne i stykker, da den kom for tæt på.

I 2015 registrerede systemet All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN)  en hændelse, som fik betegnelsen ASSASSN-15lh. Den blev betegnet som den klareste supernova nogensinde, og den blev kategoriseret som en superlysende supernova, som skyldes at en ekstremt tung stjerne eksploderer som afslutning på sit aktive liv. Supernovaen var dobbelt så klar som den tidligere rekordindehaver, og da lyset toppede var det 20 gange klarere end hvad der i alt udsendes af lys fra hele Mælkevejen.

Et internationalt hold ledet af Giorgos Leloudas fra Weizmann Institute of Science, Israel, og Dark Cosmology Centre ved Københavns Universitet har nu observeret den fjerne galakse i større detalje. Galaksen, hvor eksplosionen skete, befinder sig omkring 4 milliarder lysår borte fra os, og nu har forskerne foreslået en ny forklaring på hændelsen.

"Vi har observeret lyskilden i 10 måneder efter hændelsen, og vores konklusion er, at forklaringen om en ekstremt klar supernova ikke er sandsynlig. Vor resultater tyder på, at hændelsen istedet sandsynligvis skyldes et hurtigt roterende supertungt sort hul, som har ødelagt en forholdsvis let stjerne," forklarer Leloudas.

I denne forklaringsmodel har de enorme tyngdekræfter fra et supertungt sort hul, som befinder sig i centrum at værtsgalaksen flået en sol-lignende stjerne i stykker, da den kom for tæt på. Det er det, som kaldes et tidal disruption event, - en hændelse, hvor tidevandskræfterne får overtaget. Det er noget, som hidtil kun er observeret omkring 10 gange. Under forløbet blev stjernen "spaghettificeret”, og choksammenstød i det kolliderende stof i forbindelse med den varme, som udvikles, når stoffet trækkes tættere på det sorte hul har ført til et kraftigt udbrud af lys. Det er det, der har fået det til at se ud, som om der var tale om en meget klar supernova, selvom stjernen i sig selv ikke har været tung nok til at kunne ende på den måde.

Forskerholdet bygger deres nye konklusioner på observationer foretaget med en række teleskoper på Jorden og i rummet. Iblandt dem var ESOs Very Large Telescope på  Paranalobservatoriet, New Technology Telescope på La Sillaobservatoriet, og NASA/ESA Hubble Space Telescope [1]. Observationerne ved NTT var del af projektet Public ESO Spectroscopic Survey of Transient Objects (PESSTO).

"Der er flere uafhængige aspekter ved observationerne, som antyder, at det, der skete virkelig var en tidevandshændelse og ikke en superlysstærk supernova," forklarer medforfatter Morgan Fraser fra University of Cambridge, UK (han er nu ansat ved University College, Dublin, Irland).

Nærmere bestemt, så har observationerne afsløret, at hændelsen foregik i tre adskilte faser i løbet af de ti måneder, hvor observationerne blev foretaget. Det, der er registreret ligner meget bedre det, som forventes ved en tidevandshændelse end ved en superlysstærk supernova. Desuden et stedet, hvor det skete, nemlig i en rød, tung og inaktiv galakse, ikke der, hvor man normalt ville forvente at se en superlysstærk supernovaeksplosion. De forekommer normalt i blå dværggalakser, hvor der sker stjernedannelse.

Selvom forskerne mener, at en supernova af denne type derfor er meget usandsynlig i dette tilfælde, er de dog klar over, at en klassisk hændelse, hvor en stjerne flås i stykker ikke fuldstændigt forklarer det observerede. Medlem af forskerholdet Nicholas Stone fra Columbia University, USA forklarer videre: "Et supertungt sort hul, som ikke roterer, er ikke nok til at forklare den tidevandshændelse, som vi foreslår. Vi mener, at ASSASSN-15lh er en tidevandshændelse, men fra en helt særlig type sort hul."

Værtsgalaksens masse tyder på, at det supertunge sorte hul i centeret vejer mindst 100 millioner gange mere end Solen. Et så tungt sort hul vil normalt ikke være i stand til at ødelægge stjerner udenfor dets begivenhedshorisont (den grænse indenfor hvilken intet kan slippe væk på grund af tyngdekraftens størrelse). Men hvis det sorte hul er af en særlig type, som roterer hurtigt om sig selv - det, som kaldes et Kerr black hole - så er situationen en anden, og så gælder den nævnte grænse ikke.

"Selv med alle de data, vi har samlet ind, kan vi ikke sige med 100% sikkerhed, at ASSASSN-15lh var sådan en tidevandshændelse," konkluderer Leloudas, "men det er den langt mest sandsynlige forklaring."

Noter

[1] Ud over datat fra ESOs Very Large Telescope og New Technology Telescope og Hubble Teleskopet, har forskerne anvendt data fra NASAs Swift teleskop,  Las Cumbres Observatory Global Telescope (LCOGT), Australia Telescope Compact Array, ESA’s XMM-Newton,  Wide-Field Spectrograph (WiFeS) og Magellan Telescope.

Mere information

Forskningsresultaterne her bliver offentliggjort i en artikel med titlen “The Superluminous Transient ASASSN-15lh as a Tidal Disruption Event from a Kerr Black Hole”, af G. Leloudas et al. i tidsskriftet Nature Astronomy

Holdet består af G. Leloudas (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel; Niels Bohr Institutet, København), M. Fraser (University of Cambridge, Cambridge, UK), N. C. Stone (Columbia University, New York, USA), S. van Velzen (The Johns Hopkins University, Baltimore, USA), P. G. Jonker (Netherlands Institute for Space Research, Utrecht, Nederlandene; Radboud University Nijmegen, Nijmegen, Nederlandene), I. Arcavi (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Goleta, USA; University of California, Santa Barbara, USA), C. Fremling (Stockholm University, Stockholm, Sverige), J. R. Maund (University of Sheffield, Sheffield, UK), S. J. Smartt (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), T. Krühler (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching b. München, Tyskland), J. C. A. Miller-Jones (ICRAR - Curtin University, Perth, Australien), P. M. Vreeswijk (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), A. Gal-Yam (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), P. A. Mazzali (Liverpool John Moores University, Liverpool, UK; Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching b. München, Tyskland), A. De Cia (European Southern Observatory, Garching b. München, Tyskland), D. A. Howell (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Goleta, USA; University of California Santa Barbara, Santa Barbara, USA), C. Inserra (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), F. Patat (European Southern Observatory, Garching b. München, Tyskland), A. de Ugarte Postigo (Instituto de Astrofisica de Andalucia, Granada, Spanien; Niels Bohr Institute, Copenhagen, Denmark), O. Yaron (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), C. Ashall (Liverpool John Moores University, Liverpool, UK), I. Bar (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), H. Campbell (University of Cambridge, Cambridge, UK; University of Surrey, Guildford, UK), T.-W. Chen (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching b. München, Tyskland), M. Childress (University of Southampton, Southampton, UK), N. Elias-Rosa (Osservatoria Astronomico di Padova, Padova, Italien), J. Harmanen (University of Turku, Piikkiö, Finland), G. Hosseinzadeh (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Goleta, USA; University of California Santa Barbara, Santa Barbara, USA), J. Johansson (Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel), T. Kangas (University of Turku, Piikkiö, Finland), E. Kankare (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), S. Kim (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile), H. Kuncarayakti (Millennium Institute of Astrophysics, Santiago, Chile; Universidad de Chile, Santiago, Chile), J. Lyman (University of Warwick, Coventry, UK), M. R. Magee (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), K. Maguire (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), D. Malesani (Københavns Universitet, Danmark; DTU Space, Danmark), S. Mattila (University of Turku, Piikkiö, Finland; Finnish Centre for Astronomy with ESO (FINCA), University of Turku, Piikkiö, Finland; University of Cambridge, Cambridge, UK), C. V. McCully (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, Goleta, USA; University of California Santa Barbara, Santa Barbara, USA), M. Nicholl (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), S. Prentice (Liverpool John Moores University, Liverpool, UK), C. Romero-Cañizales (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; Millennium Institute of Astrophysics, Santiago, Chile), S. Schulze (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; Millennium Institute of Astrophysics, Santiago, Chile), K. W. Smith (Queen’s University Belfast, Belfast, UK), J. Sollerman (Stockholm University, Stockholm, Sverige), M. Sullivan (University of Southampton, Southampton, UK), B. E. Tucker (Australian National University, Canberra, Australien; ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics (CAASTRO), Australien), S. Valenti (University of California, Davis, USA), J. C. Wheeler (University of Texas at Austin, Austin, USA), and D. R. Young (Queen’s University Belfast, Belfast, UK).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges E-ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Forskningsartiklen
• Fotos af VLT
• Fotos af NTT
• ESA/Hubble presemeddelese

Kontakter

Giorgos Leloudas
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen
Copenhagen, Denmark
Tel: +972 89346511
E-mail: giorgos@dark-cosmology.dk

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1644 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.