Stern Im Rekordverdächtigen Engen Orbit Um Das Schwarze Loch

Ein weißer Zwergstern im Kugelsternhaufen 47 Tucanae umkreist zweimal pro Stunde ein Schwarzes Loch.

Sprechen Sie über gefährliches Leben.

Ein weißer Zwergstern, der fast 15.000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist, peitscht offenbar alle 28 Minuten um sein begleitendes Schwarzes Loch, so eine neue Studie. Das bedeutet, dass die beiden Objekte wahrscheinlich nur 2,5 Erd-Mond-Entfernungen voneinander entfernt sind - die engste Umlaufbahn, die jemals um ein Schwarzes Loch beobachtet wurde, sagten Mitglieder des Studienteams.

"Dieser weiße Zwerg befindet sich so nahe am Schwarzen Loch, dass Material vom Stern weggezogen und auf eine Materiescheibe um das Schwarze Loch geworfen wird, bevor es hineinfällt", so der Studienleiter Arash Bahramian von der University of Alberta in Kanada Michigan State University, sagte in einer Erklärung. "Zum Glück für diesen Stern glauben wir nicht, dass er diesem Weg in Vergessenheit geraten wird, sondern im Orbit bleiben wird." [Bilder: Schwarze Löcher des Universums].

Aber das Schwarze Loch könnte immer noch den Weißen Zwerg zerstören, sagten die Teammitglieder.

"Schließlich kann so viel Materie vom Weißen Zwerg weggezogen werden, dass er nur noch die Masse eines Planeten hat", sagte Co-Autor Craig Heinke, Associate Professor für Physik an der University of Alberta, in derselben Erklärung. "Wenn es weiterhin an Masse verliert, kann der Weiße Zwerg vollständig verdunsten."

Weiße Zwerge sind die Leichen sonnenähnlicher Sterne, denen der Treibstoff ausgegangen ist. Diese Objekte neigen dazu, ungefähr die Masse der Sonne in einen Körper zu packen, der nur geringfügig größer als die Erde ist, wodurch sie etwa 200.000 Mal dichter als unser Planet sind.

Die Weiß-Zwerg-Schwarz-Loch-Binärdatei, auf die sich die neue Studie konzentriert, heißt X9. Es liegt 14.800 Lichtjahre von der Erde entfernt im Kugelsternhaufen 47 Tucanae und weist ein Schwarzes Loch mit Sternmasse auf. Solche Objekte sind Leichtgewichte, wie schwarze Löcher gehen, und neigen dazu, fünf- bis zehnmal mehr Masse als die Sonne zu beherbergen, haben Astronomen gesagt.

Für die neue Studie beobachtete das Forscherteam X9 mit zwei Weltraumteleskopen (Chandra X-ray Observatory der NASA und NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) der Agentur) und einem bodengestützten Instrument (Australia Telescope Compact Array).

Die Daten zeigten, dass X9 alle 28 Minuten im Röntgenlicht aufhellt, was das Team als Umlaufzeit des Weißen Zwergs interpretierte. Und sie glauben, dass das System tatsächlich einen weißen Zwerg enthält, weil Chandra viel Sauerstoff im System entdeckt hat, ein charakteristisches Merkmal dieser stellaren Leichen.

Die Binärdatei könnte geboren worden sein, als ein Schwarzes Loch einem roten Riesen begegnete - einem aufgeblähten, sterbenden Stern auf dem Weg, ein weißer Zwerg zu werden, sagten die Forscher. Im Laufe der Zeit hat die Emission von Gravitationswellen die beiden Objekte in ihren engen Orbitaltanz gebracht.

Solche Gravitationswellen sind zu niederfrequent, um vom Laserinterferometer-Gravitationswellenobservatorium (LIGO) erfasst zu werden, das kürzlich Wellen aus verschiedenen Fusionen von Schwarzen Löchern entdeckte, so die Mitglieder des Studienteams.

Das Team bevorzugt das Weiß-Zwerg-Schwarz-Loch-Szenario für die X9-Binärdatei, aber es ist nicht die einzige Erklärung für das System. Es ist auch möglich, dass der Weiße Zwerg kein Schwarzes Loch, sondern einen Neutronenstern umkreist, eine stellare Leiche, die noch dichter ist als ein Weißer Zwerg.

In solchen Paarungen drehen sich Neutronensterne immer schneller, wenn sie Material von ihren Gefährten ziehen und sich manchmal tausende Male pro Sekunde um ihre Achsen drehen. In diesem Fall werden die Neutronensterne als "Übergangs-Millisekunden-Pulsare" bezeichnet.

Das von Millisekunden-Übergangspulsaren emittierte Licht ist in Röntgen- und Radiowellenlängen extrem variabel - Eigenschaften, die im X9-System nicht zu sehen sind, so die Mitglieder des Studienteams. Diese Hypothese können sie aber noch nicht ausschließen.

"Wir werden diese Binärdatei in Zukunft genau beobachten, da wir wenig darüber wissen, wie sich ein solch extremes System verhalten sollte", sagte Co-Autor Vlad Tudor von der Curtin University und dem Internationalen Zentrum für Radioastronomieforschung in Perth, Australien. "Wir werden auch weiterhin Kugelsternhaufen in unserer Galaxie untersuchen, um festzustellen, ob weitere Beweise für sehr enge Binärdateien für Schwarze Löcher gefunden werden können."

Die neue Studie wurde von der Zeitschrift Monthly Notices der Royal Astronomical Society zur Veröffentlichung angenommen. Sie können es kostenlos auf der Online-Preprint-Site arXiv.org lesen.