Wyobraź sobie, że jesteś złapany w szpony czarnej dziury, wiruje z zawrotną prędkością i powoli, ale ciągle wysysasz swoją masę. Ten tańczący duet może być pierwszym ultrakompaktowym aparatem binarnym z czarną dziurą zidentyfikowanym w naszej galaktyce.
„Ten biały karzeł jest tak blisko czarnej dziury, że materiał jest odrywany od gwiazdy i zrzucany na dysk materii wokół czarnej dziury przed wpadnięciem” - powiedział Arash Bahramian z University of Alberta w Edmonton, Kanada, i Michigan State University, pierwszy autor nowej pracy.
Jeśli byłeś białym karłem w tej trudnej sytuacji, możesz życzyć sobie szybkiego zakończenia tego wszystkiego. Ale w jakiś sposób gwiazda nie wydaje się być w niebezpieczeństwie upadku lub rozerwania przez czarną dziurę.
„Nie sądzimy, że pójdzie ścieżką do zapomnienia, ale pozostanie na orbicie” - dodał Bahramian.
Dane z obserwatorium rentgenowskiego Chandra, misji NuSTAR i australijskiego teleskopu Compact Array (ATCA) pokazują dowody, że gwiazda ta błąka się wokół czarnej dziury około dwa razy na godzinę i może to być najostrzejszy taniec orbitalny, jaki kiedykolwiek był obserwowany dla prawdopodobnie czarnej dziura i gwiazda towarzysząca.
Ten pozornie unikalny układ podwójny - o wspaniałej nazwie X9 - znajduje się w gromadzie kulistej 47 Tucanae, gęstej gromadzie gwiazd w naszej galaktyce około 14 800 lat świetlnych od Ziemi.
Astronomowie badają ten system od dłuższego czasu.
„Przez długi czas sądzono, że X9 składa się z białego karła wyciągającego materię z małej masy podobnej do Słońca gwiazdy”, napisał Bahramian w poście na blogu.
Ale w 2015 r. Obserwacje radiowe z ATCA wykazały, że para prawdopodobnie zawiera czarną dziurę wyciągającą materiał z gwiazdy towarzyszącej zwanej białym karłem, gwiazdą o niskiej masie, która zużyła większość lub całość paliwa jądrowego.
„W 2015 r. Dr Miller-Jones i współpracownicy zaobserwowali silną emisję radiową z X9 wskazującą na obecność czarnej dziury w tym pliku binarnym”, kontynuował Bahramian. „Zasugerowali, że może to oznaczać, że system składa się z czarnej dziury wyciągającej materię z białego karła”.
Patrząc na zarchiwizowane dane Chandry, pokazywał zmiany jasności promieniowania rentgenowskiego w taki sam sposób co 28 minut, a Bahramian i jego doktor Craig Heink sądzą, że jest to prawdopodobnie czas, jaki zajmuje gwiazda towarzysząca, aby wykonać jedną pełną orbitę wokół czarna dziura. Dane Chandra pokazują również dowody na duże ilości tlenu w układzie, charakterystyczną cechę białych karłów. Uważają, że można udowodnić, że gwiazdą towarzyszącą jest biały karzeł. A ta gwiazda krążyłaby wtedy wokół czarnej dziury w odległości 2,5 razy większej od Ziemi i Księżyca.
„W końcu tyle białego materii może zostać wyciągniętych z białego karła, że ostatecznie ma tylko masę planety”, powiedział Heinke, również z Uniwersytetu Alberty. „Jeśli nadal traci masę, biały karzeł może całkowicie wyparować”.
Naukowcy uważają, że ten system byłby dobrym kandydatem do obserwacji w przyszłych obserwatoriach fal grawitacyjnych. Ma za niską częstotliwość, która jest zbyt niska, aby można go było wykryć za pomocą laserowego interferometru Grawitacyjne Obserwatorium Fali, LIGO, które dokonało przełomowego wykrywania fal grawitacyjnych w zeszłym roku. Takie systemy mogą powiedzieć nam więcej o falach grawitacyjnych, a także dostarczyć więcej informacji o układach podwójnych czarnych dziur.
„Będziemy uważnie obserwować ten plik binarny w przyszłości, ponieważ niewiele wiemy o tym, jak taki ekstremalny system powinien się zachowywać”, powiedział współautor Vlad Tudor z Curtin University i International Centre for Radio Astronomy Research w Perth, Australia. „Będziemy również nadal badać gromady kuliste w naszej galaktyce, aby sprawdzić, czy można znaleźć więcej dowodów na bardzo ciasne układy binarne czarnej dziury”.
Dalsza lektura:
Komunikat prasowy Chandra
Informacja prasowa ICRAR
Post na blogu
Papier: ultrakompaktowy charakter binarnego rentgenowskiego kandydata na czarną dziurę 47 Tuc X9
