Astrophysiker bestätigen: Schwarzes Loch übertrifft Sonnenmasse
Bahnbrechende Forschungen vom Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) bestätigen, was Astrophysiker bereits seit Langem vermuten: die Existenz eines schwarzen Lochs, dass 5,4-mal größer als die Masse der Sonne ist. Das schwarze Loch, über das in einem Artikel im Fachmagazin Monthly Notices der Royal Astronomical Society (MNRAS) berichtet wird, befindet sich in dem Röntgendoppelsternsystem XTE J1859+226. Bis heute haben Wissenschaftler rund 20 binäre Sternsysteme mit einem schwarzen Loch entdeckt; eine kleine Zahl, vergleicht man sie mit den Schätzungen von rund 5.000 in der Milchstraße, also der Galaxie, in der auch unser Sonnensystem liegt. Röntgendoppelsterne sind stellare Systeme, die aus einem kompakten Objekt - entweder einem schwarzen Loch oder einem Neutronenstern - und einem "normalen" Stern bestehen. Das kompakte Objekt vergrößert seine Masse, indem es die Materie des Sterns durch eine es umgebende spiralförmige Scheibe absorbiert. Diesen Vorgang bezeichnen die Experten als "Akkretion". "Transiente Röntgendoppelsterne zeichnen sich dadurch aus, dass sie sich den größten Teil ihres Lebens in einem Zustand der Ruhe befinden und nur gelegentliche Eruptionsphasen durchlaufen, in denen der Rhythmus der Akkretion von Materie zum schwarzen Loch hin ausgelöst wird", erklärt Jesús Corral-Santana, Astrophysiker am IAC und leitender Autor des Artikels. Sowohl schwarze Löcher als auch Neutronensterne entstehen nach dem Tod eines massereichen Sterns. Die Masse der meisten bekannten Neutronensterne beträgt rund das 1,4-Fache der Sonnenmasse. Allerdings haben Forscher auch schon Werte gemessen, die mehr als das Doppelte der Sonne betragen. Den Experten zufolge sind Neutronensterne instabil, wenn sie drei Mal größer sind als die Masse der Sonne. Diese Sterne kollabieren und es bildet sich ein schwarzes Loch aus. "Das Messen der Masse kompakter Objekte ist unerlässlich, um festzustellen, um welche Art von Objekt es sich handelt", sagt Dr. Corral-Santana. "Ist es größer als das Dreifache der Sonnenmasse, kann es nur ein schwarzes Loch sein. Wir haben herausgefunden, dass XTE J1859+226 ein schwarzes Loch besitzt, dass mehr als 5,4-mal größer ist als die Masse der Sonne. Das ist die definitive Bestätigung der Existenz eines schwarzen Lochs in diesem Objekt", fügt er hinzu. "Mit diesem Ergebnis konnten wir zur Untersuchung der Masseverteilung schwarzer Löcher ein Stück beitragen. Die Form dieser Verteilung hat sehr wichtige Implikationen für unser Wissen über den Tod von massereichen Sternen, die Entstehung von schwarzen Löchern und die Evolution von Röntgendoppelsternsystemen." Das IAC-Team machte seine Entdeckung bei Beobachtungen mithilfe des Gran Telescopio Canarias (GTC), wobei die Forscher die ersten spektroskopischen Daten zu diesem binären System erhielten, die veröffentlicht wurden. Der transiente Röntgendoppelstern XTE J1859+226 gehört zum Sternbild Fuchs (Vulpecula). Er wurde erstmals mithilfe des Satelliten RXTE während einer Eruption vor 12 Jahren entdeckt. Nach der Eruption von 1999 spürten die Forscher das stellare Objekt auf und kombinierten die photometrischen Messungen vom Isaac-Newton-Teleskop (INT) mit denen vom William-Herschel-Teleskop (WHT) im Jahr 2000. Außerdem führten sie Daten vom Nordisch Optischen Teleskop(NOT) aus dem Jahr 2008 mit der 2010 durchgeführten Spektroskopie vom GTC zusammen. "Aufgrund der geringen Leuchtkraft des beobachteten Systems benötigen wir 10-Meter-Teleskope, die Spektren aufnehmen können", erklärt Dr. Corral-Santana. "Insofern war die Möglichkeit, unsere Beobachtungen mit dem GTC machen zu können, von wesentlicher Bedeutung." Das Team führte die Messungen mit dem OSIRIS-Instrument am GTC des Roque de los Muchachos Observatoriums auf der kanarischen Insel La Palma durch.Weitere Informationen unter: Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC): http://www.iac.es/index.php?lang=en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS): http://www.wiley.com/bw/journal.asp?ref=0035-8711
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