Lehdistötiedote

Galaksimme keskustan supermassiivisen mustan aukon läheltä on löydetty ensimmäinen kaksoistähti

17. joulukuuta 2024

Kansainvälinen tutkimusryhmä on havainnut galaksimme keskellä olevaa supermassiivista mustaa aukkoa Sagittarius A*:ä kiertävän kaksoistähden. Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun supermassiivisen mustan aukon läheisyydestä on löydetty tähtipari. Löytö perustuu Euroopan eteläisen observatorion ESO:n VLT-teleskoopin keräämiin havaintoihin, ja se auttaa ymmärtämään, miten tähdet selviytyvät äärimmäisen painovoiman ympäristöissä. Tämä voi lopulta johtaa planeettojen löytämiseen Sagittarius A*:n läheltä.

"Mustat aukot eivät aiheuta niin paljon tuohoa kuin luulimme", sanoi Florian Peißker, Kölnin yliopiston tutkija ja tänään Nature Communications -lehdessä julkaistun tutkimuksen pääkirjoittaja. Kaksoistähti on toisiaan kiertävien tähtien pari, ja ne ovat maailmankaikkeudessa hyvin yleisiä. Niitä ei kuitenkaan ole koskaan aiemmin löydetty supermassiivisen mustan aukon läheisyydestä, jossa voimakas painovoima voi tehdä tähtijärjestelmistä epävakaita.

Tämä uusi löytö osoittaa, että jotkin kaksoistähdet voivat hetkellisesti olla olemassa jopa tuhoa aiheuttavissa olosuhteissa. D9, kuten äskettäin löydettyä kaksoistähteä kutsutaan, havaittiin juuri ajoissa, sillä sen arvioidaan olevan vain 2,7 miljoonaa vuotta vanha. Läheisen mustan aukon aiheuttama voimakas gravitaatiovoima saa sen todennäköisesti sulautumaan yhdeksi tähdeksi vain miljoonan vuoden kuluessa, mikä on hyvin lyhyt aika näin nuorelle järjestelmälle.

"Tämä on kosmisella aikaskaalalla hyvin pieni havaintoikkuna tällaisen kaksoissysteemin havaitsemiseksi, ja me onnistuimme siinä!" kertoi yksi artikkelin kirjoittajista Emma Bordier, joka on myös Kölnin yliopiston tutkija ja entinen ESO-opiskelija.

Tutkijat ajattelivat useiden vuosien ajan, että supermassiivisen mustan aukon läheisyydessä vallitseva äärimmäinen ympäristö estää uusien tähtien muodostumisen. Useat Sagittarius A*:n läheisyydestä löydetyt nuoret tähdet ovat kumonneet tämän oletuksen. Nuoren kaksoistähden löytyminen osoittaa, että näissä ankarissa olosuhteissa voi muodostua jopa tähtipareja. "D9-järjestelmässä on selviä merkkejä tähtien ympärillä olevasta kaasusta ja pölystä, mikä viittaa siihen, että kyseessä voi olla hyvin nuori tähtijärjestelmä, jonka on täytynyt muodostua supermassiivisen mustan aukon läheisyydessä", selitti tutkimuksen kirjoittajana toiminut tutkija Michal Zajaček Masarykin yliopistosta Tšekistä ja Kölnin yliopistosta.

Vastikään löydetty kaksoistähti löytyi Sagittarius A*:ta kiertävästä tiheästä tähtiä ja muita kohteita sisältävästä joukosta, jota kutsutaan S-joukoksi. Tämän joukon arvoituksellisimpia kohteita ovat G-kohteet, jotka käyttäytyvät kuin tähdet mutta näyttävät kaasu- ja pölypilviltä.

Kun he havaitsivat näitä salaperäisiä kohteita, tutkimusryhmä löysi D9:n havainnoista yllättävän säännöllisyyden. Kun VLT:n ERIS-instrumentilla saadut tiedot yhdistettiin SINFONI-instrumentin arkistodatan kanssa, ne paljastivat tähden nopeudessa toistuvaa vaihtelua, mikä osoitti, että D9 on itse asiassa kaksi toisiaan kiertävää tähteä. "Luulin, että analyysini oli väärin", Peißker sanoi, "mutta spektroskopian avulla saatu jaksollisuus kattoi noin 15 vuotta, jolloin oli selvää, että tämä havainto on todellakin ensimmäinen S-joukossa havaittu kaksoistähti".

Tulokset paljastavat lisää mitä salaperäiset G-kappaleet voisivat olla. Tutkimusryhmä ehdottaa, että ne voisivat itse asiassa olla yhdistelmä kaksoistähtiä, jotka eivät ole vielä yhdistyneet, sekä yhdistyneistä tähdistä ylijäänyttä materiaa.

On edelleen mysteeri millaisia useat Sagittarius A*:ta kiertävät kohteet tarkkaan ottaen ovat, sekä miten ne ovat voineet muodostua niin lähelle supermassiivista mustaa aukkoa. Mutta pian VLT-Interferometrin GRAVITY+-päivitys ja Chilessä rakenteilla olevan ESO:n ELT-teleskoopin (Extremely Large Telescope) METIS-instrumentti voivat muuttaa tämän. Molemmat laitteet antavat tutkimusryhmälle mahdollisuuden tehdä entistäkin tarkempia havaintoja galaksin keskustan alueelta paljastaen tunnettujen kohteiden luonteen, ja epäilemättä paljastaa lisää kaksoistähtiä ja nuoria tähtijärjestelmiä. "Löytömme ansiosta voimme spekuloida planeettojen olemassaololla, sillä ne muodostuvat usein nuorten tähtien ympärille. Vaikuttaa siltä, että on vain ajan kysymys milloin galaksin keskustan alueelta havaitaan planeettoja", Peißker totesi lopuksi.

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty artikkelissa nimeltään: “A binary system in the S cluster close to the supermassive black hole Sagittarius A*”, joka julkaistaan tänään Nature Communications (doi: ) -lehdessä.

Tutkimuksessa mukana ovat olleet seuraavat tahot: F. Peißker (Institute of Physics I, University of Cologne, Saksa [University of Cologne]), M. Zajaček (Department of Theoretical Physics and Astrophysics, Masaryk University, Brno, Tšekki; University of Cologne), L. Labadie (University of Cologne), E. Bordier (University of Cologne), A. Eckart (University of Cologne; Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Saksa), M. Melamed (University of Cologne), ja V. Karas (Astronomical Institute, Czech Academy of Sciences, Prague, Tšekki).

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) tekee maailmankaikkeuden salaisuuksien tutkimisen mahdolliseksi kaikille tutkijoille ympäri maailman. Suunnittelemme, rakennamme ja operoimme huippuluokan maanpäälisiä observatorioita, joita tähtitieteilijät käyttävät jännittävien tutkimusongelmien ratkaisemiseen ja populääritähtitieteen edistämiseen. Me edistämme myös kansainvälistä yhteistyötä tähtitieteen alalla. ESO perustettiin hallitustenväliseksi järjestöksi vuonna 1962 ja nykyään ESO:ssa on mukana 16 jäsenvaltiota (Itävalta, Belgia, Tšekki, Tanska, Ranska, Suomi, Saksa, Irlanti, Italia, Alankomaat, Puola, Portugali, Espanja, Ruotsi, Sveitsi ja Yhdistynyt kuningaskunta) yhdessä Chilen isäntävaltion kanssa ja Australian kanssa strategisena kumppanina. ESO:n pääkonttori ja sen vierailijakeskus ja planetaario, ESO Supernova, sijaitsevat lähellä Müncheniä Saksassa. Chilen Atacaman aavikko on upea paikka, jossa on ainutlaatuiset olosuhteet tähtitaivaan tarkkailuun. Se on kaukoputkiemme sijoituspaikka. ESO:lla on kolme havaintopaikkaa: La Silla, Paranal ja Chajnantor. Paranalissa ESO operoi Very Large Telescope (VLT) kaukoputkea ja siihen liittyvää Very Large Telescope Interferometria sekä paikalla sijaitsevia taivaankartoitusteleskooppeja: infrapuna-alueella toimivaa VISTAa ja näkyvän valon alueella toimivaa VLT Survey Teleskooppia. Paranalissa ESO isännöi ja operoi myös Cherenkov Telescope Array South havaintolaitetta, joka on maailman suurin ja herkin gamma-alueella havaitseva observatorio. ESO operoi yhdessä kansainvälisten kumppaneiden kanssa APEX- ja ALMA-observatriota Chajnantorilla, jotka ovat kaksi millimetri- ja alimillimetrin alueella toimivaa havaintolaitetta. Rakennamme parhaillaan Paranalin lähelle Cerro Armazonesille "maailman suurinta silmää taivaalle”, ESO:n Erittäin suurta kaukoputkea (Extremely Large Telescope, ELT). Santiagossa, Chilessä sijaitsevista toimipisteistämme tuemme toimintaamme Chilessä ja olemme yhteydessä chileläisiin yhteistyökumppaneihin ja yhteiskuntaan.

Linkit

• Tutkimusartikkeli
• VLT:n kuvia
• Lue lisää ESO:n Erittäin suuresta teleskoopista sen omalta verkkosivulta ja lehdistötiedotteesta
• Median edustaja: Tilaa uutiskirje saadaksesi julkaisusulun alaiset uutiset omalla kielelläsi
• Tutkija, onko sinulla kerrtottavaa? Pitchaa oma tutkimuksesi!

Yhteystiedot

Florian Peißker
Institute of Physics 1, University of Cologne
Cologne, Germany
Puh.: +49 221 470 7791
Sähköposti: peissker@ph1.uni-koeln.de

Emma Bordier
Institute of Physics 1, University of Cologne
Cologne, Germany
Puh.: +49 221 470 3548
Sähköposti: bordier@ph1.uni-koeln.de

Michal Zajaček
Department of Theoretical Physics and Astrophysics, Masaryk University
Brno, Czechia
Puh.: +420 549 49 8773
Sähköposti: zajacek@physics.muni.cz

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: press@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media