eso2204hu — Tudományos közlemények

A „Földhöz legközelebbi fekete lyuk” rendszerében mégsincs fekete lyuk

2022. március 2.

2020-ban egy, az Európai Déli Obszervatórium (European Southern Observatory – ESO) csillagászai által vezetett kutatócsoport bejelentette, hogy megtalálták a Földhöz legközelebbi ismert fekete lyukat a mindössze 1000 fényévre lévő HR 6819 jelű csillagrendszerben. Ezeket az eredményeket azonban több kutató is kétkedéssel fogadta, köztük egy, a belgiumi Leuveni Katolikus Egyetemhez kötődő nemzetközi kutatócsoport is. Egy ma megjelenő tudományos közleményben a két kutatócsoport közösen állapítja meg, hogy valójában nincs is fekete lyuk a HR 6819 rendszerben. Valójában egy „vámpír-rendszert” sikerült megfigyelni, méghozzá egy ritka és rövid ideig tartó fejlődési állapotában.

HR 6819-ről szóló eredeti tanulmányt mind a tudományos világ, mind a sajtó kiemelt figyelemben részesítette. A cikk vezető szerzőjét, Thomas Riviniust, az ESO Chilében dolgozó munkatársát nem lepte meg a fekete lyuk felfedezésének fogadtatása a csillagász közösség részéről. „Nem csak természetes, de kívánatos is az eredmények kritikus ellenőrzése” – fejti ki, – „különösen a hírekbe is bekerülő felfedezések esetében.

Rivinius és munkatársai meg voltak győződve arról, hogy az MPG/ESO 2.2 méteres távcsövének megfigyelési adatai azzal magyarázhatóak meg legjobban, ha feltételezik, hogy a HR 6819 egy hármas rendszer, amelyben az egyik csillag egy fekete lyuk körül kering 40 napos periódussal, míg a rendszer harmadik tagja egy tőlük jóval távolabbi pályán keringő csillag. Ám Julia Bodensteiner, aki akkor még a Leuveni Katolikus Egyetem (KU Leuven) doktorjelölt hallgatója volt, felvetett egy másik lehetséges magyarázatot ugyanazokra a megfigyelésekre. Ezek szerint a HR 6819 valójában egy kettőscsillag-rendszer lehet 40 napos keringési periódussal, fekete lyuk pedig egyáltalán nincs is a rendszerben. Ez az alternatív magyarázat feltételezi, hogy az egyik csillag „le lett csupaszítva”, azaz a rendszer fejlődésének egy korábbi fázisában a kísérője az anyagának egy jelentős részét elszippantotta.

A meglévő adatok behatárolták a lehetőségeinket, így másféle megfigyelési stratégiát kellett találnunk, hogy eldönthessük, melyik a helytálló a két kutatócsoport kétféle magyarázata közül” – világít rá Abigail Frost, a KU Leuven kutatója, az Astronomy & Astrophysics folyóiratban ma megjelenő új tanulmány vezető szerzője. MInthogy nem lett volna értelme kétszer ugyanazt a rendszert észlelni, a két kutatócsoport egyesítette erőit, ami lehetővé tette, hogy megkétszerezett erőforrással és tudásbázissal verssék bele magukat a rendszer valódi természetének megfejtésébe.

A két csoport a rejtély megoldásának érdekében közösen együttműködve gyűjtött új, részletesebb megfigyelési adatokat a HR 6819-ről az ESO Nagyon Nagy Távcsövével (Very Large Telescope – VLT), valamint a hozzá kapcsolódó interferométerrel (Very Large Telescope Interferometer – VLTI). „A VLTI volt az egyetlen eszköz, amivel egyértelműen különbséget tehettünk a két lehetőség között” – húzza alá Dietrich Baade, aki közreműködött a HR 6819-ről szóló eredeti és az új Astronomy & Astrophysics-tanulmánybanis. – „Minthogy semmi értelme sem lett volna ugyanazokat a megfigyeléseket megismételni újra, felkértük a KU Leuven kutatóit, hogy egyesítsük erőinket.” A közös munka és az így összeadódó erőforrások és tapasztalatok tették lehetővé a rendszer valódi mibenlétének feltárását.

A lehetséges magyarázatok köre meglehetősen világos volt. A kétféle lehetőség lényegesen különbözik, és a megfelelő eszköz segítségével könnyen megkülönböztethető volt egymástól” – magyarázza Rivinius. – „Abban mind egyetértettünk, hogy a rendszerben két fényforrás található. A kérdés csak az volt, hogy vajon e kettő egymás körül kering szoros pályán, ami a lecsupaszított csillag forgatókönyvének felel meg, vagy egymástól távolabb helyezkednek el, ami viszont csak egy fekete lyukkal magyarázható.

A két lehetőség közötti különbségtétel érdekében a csillagászok az ESO VLT Interferométernek GRAVITY és Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) nevű műszerét is bevetették.

A MUSE megerősítette, hogy nincs fényes kísérő távolabbi keringési pályán, míg a GRAVITY nagy térbeli felbontása révén el tudtunk különíteni két fényes égitestet, amelyek egymástól mindössze a Nap–Föld-távolság egyharmadára keringenek” – fejti ki Frost. – „Ezek az adatok jelentették a kirakós játék utolsó hiányzó darabjait, így levonhattuk a következtetést, miszerint a HR 6819 egy kettős rendszer, és nincs benne fekete lyuk.

Az eddigi legjobb magyarázatunk szerint ezt a kettőscsillagot nem sokkal azután láthatjuk, hogy az egyik csillag elszippantotta a társa külső burkát. Ez nem ritka jelenség szoros kettőscsillagok esetében, a sajtóban néha «csillagvámpírizmusnak» is nevezik” – árulja el Bodensteiner, aki ma már az ESO németországi kutatóintézetének a tagja, és szintén társszerző az új tanulmányban. – „Míg a donorcsillag megvált az anyagának egy részétől, addig a társának a forgása felgyorsult.

Ennek a kölcsönhatást követő fejlődési fázisnak az elcsípése rendkívül nehéz, mert nagyon rövid ideig tart” – teszi hozzá Frost. – „A HR 6819-cel kapcsolatos új eredményeink azért rendkívül izgalmasak, mert kitűnően tanulmányozhatjuk általa a csillagvámpírizmusnak a nagy tömegű csillagok fejlődésére gyakorolt hatását. Ezáltal pedig olyan kísérőjelenségekről is többet tudhatunk meg, mint a gravitációs hullámok és a heves szupernóva-robanások.

A frissen létrejött közös Leuven–ESO szuper-kutatócsoport a HR 6819 további folyamatos megfigyelését tervezi a VLTI GRAVITY műszerével. A két csoport a jövőben is közös munkával fogja elemezni a rendszer viselkedését, hogy jobban megérthessék annak fejlődését, pontosabban megismerhessék a tulajdonságait, és így többet tudjanak meg általában a kettőscsillagokról.

A fekete lyukak utáni kutatás pedig folytatódik. A csillagászok továbbra is bizakodóak. „csillagtömegű fekete lyukak alaptermészetük szerint még mindig nagyon rejtőzködőek” – hangsúlyozza Rivinius. „Ugyanakkor a nagyságrendi becslések szerint több tíz- vagy akár százmillió fekete lyuk is megbújhat csak a Tejútrendszeren belül” – teszi hozzá Baade. Csak idő kérdése, hogy a csillagászok megtalálják őket.

További információ

Az itt vázolt kutatási eredményeket a szerzők a „HR 6819 is a binary system with no black hole: Revisiting the source with infrared interferometry and optical integral field spectroscopy” (DOI: 10.1051/0004-6361/202143004) című, az Astronomy & Astrophysics folyóiratban ma megjelenő szakcikkükben ismertetik részletesen. A kutatási programot az Európai Kutatási Tanács (European Research Council – ERC) is támogatta az Európai Unió Horizon 2020 programja keretében (pályázati azonosító: 772225: MULTIPLES; vezető kutató: Hugues Sana). 

A kutatócsoport tagjai: A. J. Frost (a Leuveni Katolikus Egyetem Csillagászati Intézete, Belgium [KU Leuven]), J. Bodensteiner (Európai Déli Obszervatórium, Garching, Németország [ESO]), Th. Rivinius (Európai Déli Obszervatórium, Santiago, Chile [ESO Chile]), D. Baade (ESO), A. Mérand (ESO), F. Selman (ESO Chile), M. Abdul-Masih (ESO Chile), G. Banyard (KU Leuven), E. Bordier (KU Leuven, ESO Chile), K. Dsilva (KU Leuven), C. Hawcroft (KU Leuven), L. Mahy (Belga Királyi Obszervatórium, Brüsszel, Belgium), M. Reggiani (KU Leuven), T. Shenar (Anton Pannekoek Csillagászati Intézet, Amszterdami Egyetem, Hollandia), M. Cabezas (a Cseh Tudományos Akadémia Csillagászati Kutatóintézete, Prága, Csehország [ASCR]), P. Hadrava (ASCR), M. Heida (ESO), R. Klement (The CHARA Array of Georgia State University, Mount Wilson Observatory, Mount Wilson, USA) és H. Sana (KU Leuven).

Az Európai Déli Obszervatórium (ESO) a világ összes tudósa számára lehetővé teszi az Univerzum titkainak mindenki javát szolgáló kutatását. A legkorszerűbb földfelszíni obszervatóriumokat tervezi, építi és üzemelteti, amelyek segítségével a csillagászok nem csak izgalmas kérdésekre keresik a válaszokat, de egyre több érdeklődőt vonnak a csillagászat bűvkörébe is, mindezt széles nemzetközi együttműködés keretében. Az 1962-ben kormányközi szervezetként létrejött ESO ma 16 tagállam támogatásával működik. Ezek Ausztria, Belgium, a Cseh Köztársaság, Dánia, az Egyesült Királyság, Finnország, Franciaország, Hollandia, Írország, Lengyelország, Németország, Olaszország, Portugália, Spanyolország, Svájc és Svédország. Ezt a sort egészíti ki az ESO obszervatóriumainak befogadóországaként Chile, valamint stratégiai partnerként Ausztrália. Az ESO főhadiszállása, látogatóközpontja és planetáriuma, az ESO Supernova Németországban, München közelében, míg a távcsövek a világ legjobb feltételeket kínáló észlelőhelyeinek egyikén, a chilei Atacama-sivatagban működnek. Az ESO három észlelőhelyet tart fenn, ezek La Silla, Paranal és Chajnantor. Paranalon működik a Nagyon Nagy Távcső (VLT) és annak interferométere (VLTI), valamint két égboltfelmérő távcső, az infravörös hullámhossztartományban dolgozó VISTA és a látható tartományban érzékeny VLT Égboltfelmérő Távcső. Szintén a Paranalon fogja elhelyezni és üzemeltetni az ESO a Déli Cserenkov Távcsőrendszert (CTAS), a világ legnagyobb és legérzékenyebb gammasugárzás-obszervatóriumát. Nemzetközi partnereivel együttműködésben az ESO két, a milliméteres és a szubmilliméteres tartományban érzékeny berendezést is üzemeltet, az APEX antennát és az ALMA antennarendszert a Chajnantor-fennsíkon. Paranal közelében, a Cerro Armazones csúcson pedig már épül a világ „égre néző legnagyobb szeme”, az ESO Rendkívül Nagy Távcső (ELT). Az összes telephely napi működésének támogatását, valamint a kapcsolattartást a chilei partnerekkel és a társadalommal az ESO santiagói irodái segítik Chile fővárosában.

Linkek

•          Az eredményeket ismertető szakcikk

•          Blogbejegyzés (link majd az embargó lejárta után)

•          Fotók a VLT-ről és a VLTI-ről

•          Újságíróknak: Iratkozzon fel, hogy már az embargó alatt saját nyelvén olvashassa a közleményeinket!

•          Kutatóknak: Van egy érdekes eredménye? Küldje el nekünk!

Kapcsolat

Abigail Frost
KU Leuven
Leuven, Belgium
Telefon: +56-2-2463-3280
Mobil: +56-9-3548-9255
E-mail: abi.frost@kuleuven.be

Thomas Rivinius
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Telefon: +56-9-8288-4950
E-mail: triviniu@eso.org

Julia Bodensteiner
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Telefon: +49-89-3200-6409
E-mail: julia.bodensteiner@eso.org

Dietrich Baade
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Telefon: +49-89-6096-295
E-mail: dbaade@eso.org

Hugues Sana
KU Leuven
Leuven, Belgium
Telefon: +32-16-3743-61
E-mail: hugues.sana@kuleuven.be

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Telefon: +49-89-3200-6670
Mobil: +49-151-2416-6400
E-mail: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Ez az ESO eso2204 sz. sajtóközleményének fordítása

A sajtóközleményről

Közlemény száma:eso2204hu
Név:HR 6819
Típus:Milky Way : Star : Grouping : Binary
Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Black Hole
Facility:Very Large Telescope, Very Large Telescope Interferometer
Instruments:GRAVITY, MUSE
Science data:2022A&A...659L...3F

Képek

Fantáziarajz a HR 6819 csillagrendszerről
Fantáziarajz a HR 6819 csillagrendszerről
A HR 6819 elhelyezkedése a Távcső csillagképben
A HR 6819 elhelyezkedése a Távcső csillagképben
A HR 6819 tágabb égi környezete
A HR 6819 tágabb égi környezete

Videók

A legközelebbi fekete lyuk... vagy mégsem? (ESOcast)
A legközelebbi fekete lyuk... vagy mégsem? (ESOcast)
Számítógépes animáció a HR 6819 csillagrendszerről
Számítógépes animáció a HR 6819 csillagrendszerről