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Astronomen haben das massereichste bekannte stellare Schwarze Loch der Milchstraße entdeckt, nachdem sie eine ungewöhnliche Bewegung im Weltraum festgestellt hatten.
Der sogenannte „schlafende Riese“ namens Gaia BH3 hat eine Masse, die fast 33-mal so groß ist wie unsere Sonne, und befindet sich 1.926 Lichtjahre entfernt im Sternbild Aquila. Damit ist er das zweitgrößte schwarze Loch, das der Erde am nächsten liegt. . Das nächstgelegene Schwarze Loch ist Gaia BH1, etwa 1.500 Lichtjahre entfernt und mit einer Masse, die fast zehnmal so groß ist wie unsere Sonne.
Astronomen entdeckten das Schwarze Loch, als sie Beobachtungen des Gaia-Weltraumteleskops der Europäischen Weltraumorganisation ESA durchforsteten, um sich auf die bevorstehende Veröffentlichung von Daten für die wissenschaftliche Gemeinschaft vorzubereiten. Die Forscher erwarteten nicht, etwas zu finden, aber eine bestimmte Bewegung – verursacht durch den Gravitationseinfluss von Gaia BH3 auf einen nahegelegenen Begleiter – erregte ihre Aufmerksamkeit.
Viele „ruhende“ Schwarze Löcher haben keinen nahen Begleiter, an dem sie knabbern können, sodass sie viel schwerer zu erkennen sind und kein Licht erzeugen. Aber andere stellare Schwarze Löcher saugen Material von Begleitsternen ab, und dieser Materialaustausch setzt helle Röntgenstrahlung frei, die von Teleskopen entdeckt werden kann.
Die flackernde Bewegung eines riesigen alten Sterns im Sternbild Aquila hat gezeigt, dass er sich in einem Orbitaltanz mit einem schlafenden Schwarzen Loch befindet, und es ist das dritte schlafende Schwarze Loch dieser Art, das von Gaia entdeckt wurde.
Die Forscher nutzten das Very Large Telescope des European Southern Observatory in der chilenischen Atacama-Wüste und andere bodengestützte Observatorien, um die Masse von Gaia BH3 zu bestätigen, und ihre Studie lieferte auch neue Hinweise darauf, wie solch riesige Schwarze Löcher entstanden sind. Die Ergebnisse wurden am Dienstag in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.
„Niemand hat damit gerechnet, in der Nähe ein massereiches Schwarzes Loch zu finden, das bisher unentdeckt blieb“, sagte der Hauptautor der Studie, Pasquale Panuzzo, ein Astronom am Pariser Observatorium, das zum Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung Frankreichs gehört und Mitglied von ist die Gaia-Zusammenarbeit. , in einem Bericht. „Es ist die Art von Entdeckung, die man als Forscher einmal im Leben macht. »
Die Geheimnisse der alten Sterne
Der Titel des massereichsten Schwarzen Lochs in unserer Galaxie wird immer Sagittarius A* gehören, dem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße, das etwa 4 Millionen Mal so viel Masse wie die Sonne hat, aber das liegt daran, dass es ein supermassereiches Schwarzes ist Loch, und nicht ein stellares Schwarzes Loch.
Der Prozess, durch den supermassive Schwarze Löcher entstehen, ist kaum verstanden, aber eine Theorie besagt, dass er passiert, wenn riesige kosmische Wolken kollabieren. Stellare Schwarze Löcher entstehen, wenn massereiche Sterne sterben. Gaia BH3 ist daher das massereichste Schwarze Loch in unserer Galaxie, das nach dem Tod eines massereichen Sterns entstanden ist.
In der Milchstraße beobachtete stellare Schwarze Löcher sind im Durchschnitt etwa zehnmal massereicher als die Sonne. Bis zur Entdeckung von Gaia BH3 war Cygnus X-1 das größte bekannte stellare Schwarze Loch in unserer Galaxie, das die 21-fache Masse der Sonne hat. Obwohl Gaia BH3 nach astronomischen Maßstäben eine außergewöhnliche Entdeckung in unserer Galaxie ist, ähnelt seine Masse Objekten, die in sehr weit entfernten Galaxien gefunden werden.
Wissenschaftler glauben, dass stellare Schwarze Löcher mit Massen wie der von Gaia BH3 entstanden sind, als metallarme Sterne kollabierten. Es wird angenommen, dass diese Sterne, deren schwerste Elemente Wasserstoff und Helium sind, im Laufe ihrer Lebensdauer weniger Masse verlieren, sodass sie am Ende mehr Material haben, was zur Entstehung eines Schwarzen Lochs mit hoher Masse führen kann.
Bis zur Entdeckung von Gaia BH3 konnten Astronomen jedoch keinen direkten Zusammenhang zwischen massereichen Schwarzen Löchern und metallarmen Sternen finden.
Die Studienautoren sagten, dass gepaarte Sterne tendenziell eine ähnliche Zusammensetzung haben. Wie erwartet fanden die Forscher heraus, dass der Stern, der Gaia BH3 umkreist, metallarm war, was bedeutet, dass der Stern, der Gaia BH3 bildete, wahrscheinlich derselbe war.
„Was mir auffällt, ist, dass die chemische Zusammensetzung des Begleiters derjenigen ähnelt, die in alten metallarmen Sternen in der Galaxie gefunden wird“, sagte Elisabetta Caffau, Co-Autorin der Studie und Mitglied der Gaia-Kollaboration am Pariser Observatorium eine Pressemitteilung.
Der Stern um Gaia BH3 entstand wahrscheinlich in den ersten zwei Milliarden Jahren nach der Entstehung des Universums durch den Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren. Die Flugbahn des Sterns, die sich in die entgegengesetzte Richtung zu vielen Sternen in der galaktischen Scheibe der Milchstraße bewegt, lässt darauf schließen, dass er Teil einer kleinen Galaxie war, die vor mehr als 100 Jahren mit der Milchstraße verschmolz.
Das Team hofft nun, dass die Forschung es anderen Astronomen ermöglichen kann, das kolossale Schwarze Loch zu untersuchen und mehr seiner Geheimnisse zu entdecken, ohne auf die restlichen Datenveröffentlichungen von Gaia warten zu müssen, die für Ende 2025 geplant sind.
„Es ist beeindruckend zu sehen, welche transformativen Auswirkungen Gaia auf die Astronomie und Astrophysik hat“, sagte Carole Mundell, wissenschaftliche Direktorin der Europäischen Weltraumorganisation, in einer Erklärung. „Ihre Erkenntnisse gehen weit über das ursprüngliche Ziel der Mission hinaus, nämlich die Erstellung einer außerordentlich präzisen mehrdimensionalen Karte von mehr als einer Milliarde Sternen in unserer Milchstraße.“
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