Wissenschaftler beobachten ein Schwarzes Loch, das einen Stern zerreißt
Die Suche der NASA nach neuen Planeten bescherte den Astronomen ein unerwartetes Ergebnis - einen Blick auf ein Schwarzes Loch, das einen Stern in Stücke reißt.
Dies ist eine der detailliertesten Übersichten zu diesem Phänomen, das als Gezeitenzerstörungsereignis (TDE) bezeichnet wird, und die erste für das Weltraumteleskop TESS, mit dem Exoplaneten während des Transits geöffnet werden können.
Diese Beobachtung wurde mithilfe des weltweiten Netzwerks von Roboterteleskopen mit Hauptsitz an der Ohio State University unter dem Namen ASAS-SN (Comprehensive Automatic Supernova Inspection) durchgeführt.
Astronomen vom Carnegie Observatory, Ohio, haben ihre Ergebnisse heute im Astrophysical Journal veröffentlicht.
„Wir haben die Bereiche des Himmels, in denen TESS mit unseren ASAS-SN-Teleskopen beobachtete, genau beobachtet, aber wir hatten großes Glück, dass der Bereich des Himmels, in dem TESS ständig beobachtet, klein ist und wir in diesem Bereich helles Licht gesehen haben“.
Sagte Patrick Valley, Co-Autor des Studien- und Forschungsstipendiums der Ohio National Science Foundation.
„Dank der schnellen Erkennung von ASAS-SN und der unglaublichen TESS-Daten konnten wir diesen TDE-Moment viel früher als die anderen sehen. Dies gibt uns einen neuen Einblick in die Entstehung und das Auftreten von TDEs“
.
Gezeitenzerstörung tritt auf, wenn sich ein Stern zu nahe an einem Schwarzen Loch befindet.
Abhängig von einer Reihe von Faktoren, einschließlich der Größe des Sterns, der Größe des Schwarzen Lochs und der Nähe des Sterns zum Schwarzen Loch, kann das Schwarze Loch den Stern entweder absorbieren oder in eine lange, spaghettiartige Schnur zerreißen.
"Mit Hilfe der TESS-Daten können wir sehen, wann genau dieses verheerende Ereignis namens ASASSN-19bt heller wurde, was wir nie zuvor hätten tun können", sagte Thomas Holoen, Carnegies Forschungsstipendiat an den Carnegies Observatorien in Pasadena, Kalifornien.
„Da wir mit dem bodengestützten ASAS-SN Änderungen schnell erkannt haben, konnten wir in den ersten Tagen nachfolgende Mehrwellenbeobachtungen durchführen.
Die ersten Daten werden unglaublich nützlich sein, um die Physik dieser Bursts zu modellieren“.
ASAS-SN war das erste System, bei dem ein Schwarzes Loch einen Stern zerriss. Holoen arbeitete am 29. Januar 2019 am Las Campanas-Observatorium in Chile, als er von einem der ASAS-SN-Roboterteleskope in Südafrika verwarnt wurde.
Holoyen forderte dann neue Beobachtungen von anderen Teleskopen auf der ganzen Welt an.
TDEs sind selten und kommen alle 10.000-100.000 Jahre in einer Milchstraßengalaxie vor. Wissenschaftler haben etwa 40 solcher Ereignisse in der Geschichte beobachtet (ASAS-SN sieht mehrmals im Jahr).
Kochanek sagte, Ereignisse seien selten, vor allem, weil die Sterne sehr nahe am Schwarzen Loch sein müssten - in einer Entfernung, in der die Erde von unserer eigenen Sonne entfernt ist.
Astronomen schätzen, dass das supermassereiche Schwarze Loch, aus dem ASASSN-19bt hervorgegangen ist, etwa 6 Millionen Mal so groß wie die Sonne ist.
Es befindet sich im Zentrum der Galaxie mit der Bezeichnung 2MASX J07001137-6602251 in einer Entfernung von etwa 375 Millionen Lichtjahren im Sternbild Flying Fish (Volans).
Der zerschmetterte Stern hat möglicherweise eine ähnliche Größe wie unsere Sonne.
Warum wird die Sonne nicht zu einem Schwarzen Loch?
Wird die Sonne ein schwarzes Loch? Nein, dafür ist es zu klein!
Die Sonne sollte etwa 20-mal so massig sein, um ihr Leben mit einem schwarzen Loch zu beenden.
Ab dieser Größe geborene Sterne können am Ende ihres Lebens in eine Supernova explodieren und dann in ein Schwarzes Loch, ein Objekt mit einer so starken Anziehungskraft, dass nichts, nicht einmal Licht, daraus entweichen kann.
Einige kleinere Sterne, die aber ausreichend größer als unsere Sonne sind, werden möglicherweise zu einer Supernova, aber sie sind zu klein, um zu schwarzen Löchern zu werden.
Dann gehen sie in superdichte Strukturen, die Neutronensterne genannt werden. Aber selbst die Sonne reicht für dieses Schicksal nicht aus - sie hat nur ein Zehntel der Masse, um letztendlich ein Neutronenstern zu werden.
Also, was wird mit der Sonne passieren? Nach ungefähr 6 Milliarden Jahren verwandelt es sich in einen weißen Zwerg - ein kleiner, dichter Überrest eines Sterns, der vor Restwärme glüht.
Der Prozess wird in ungefähr 5 Milliarden Jahren beginnen, wenn der Sonne der Treibstoff ausgeht.
Wie die meisten Sterne erzeugt die Sonne während der Hauptphase ihres Bestehens Energie aufgrund der thermonuklearen Reaktion der Umwandlung von Wasserstoffatomen in Helium in ihrem Kern.
Nach ungefähr 5 Milliarden Jahren wird der Sonne der Wasserstoff in ihrem Kern ausgehen und sie wird anfangen zu zerfallen. Auf diese Weise kann die Sonne beginnen, die schwereren Elemente im Kern zu schmelzen und Wasserstoff in einer Hülle, die um den Kern gewickelt ist, zu verschmelzen.
In diesem Fall steigt die Temperatur der Sonne und die äußeren Schichten der Sonnenatmosphäre dehnen sich so weit in den Weltraum aus, dass sie die Erde absorbieren.
(Dies wird die Erde in der Form, in der wir sie kennen, für das Leben ungeeignet machen, obwohl andere Faktoren in der Entwicklung des Planeten sie möglicherweise für das Leben davor ungeeignet machen.)
Dies ist die Phase des Roten Riesen, und es wird ungefähr eine Milliarde Jahre dauern, bis sich die Sonne in einen Weißen Zwerg verwandelt.