2020’de Avrupa Güney Gözlemevi tarafından yönetilen bir ekip ([{” attribute=””>ESO) astronomers reported the closest black hole to Earth, located just 1000 light-years away in the HR 6819 system. But the results of their study were contested by other researchers, including by an international team based at KU Leuven, Belgium. In a paper published today, these two teams have united to report that there is in fact no black hole in HR 6819, which is instead a “vampire” two-star system in a rare and short-lived stage of its evolution.
The original study on HR 6819 received significant attention from both the press and scientists. Thomas Rivinius, a Chile-based ESO astronomer and lead author on that paper, was not surprised by the astronomy community’s reception to their discovery of the black hole. “Not only is it normal, but it should be that results are scrutinized,” he says, “and a result that makes the headlines even more so.”
Bir takım bir kara delik buldu, diğeri sonuçlara meydan okudu. Bu, kimin haklı olduğunu bulmak için nasıl bir araya geldiklerinin hikayesi. Kredi bilgileri: ESO
Rivinius ve meslektaşları, MPG/ESO 2.2 metrelik teleskopla elde ettikleri veriler için en iyi açıklamanın, HR 6819’un, bir yıldızın her 40 günde bir kara deliğin etrafında döndüğü ve ikinci bir yıldızın bulunduğu üçlü bir sistem olduğuna ikna oldular. çok daha geniş bir yörüngede. Ancak, o zamanlar Belçika KU Leuven’de doktora öğrencisi olan Julia Bodensteiner tarafından yürütülen bir araştırma, farklı bir açıklama önerdi aynı veriler için: HR 6819, 40 günlük bir yörüngede sadece iki yıldız bulunan ve hiç kara delik olmayan bir sistem de olabilir. Bu alternatif senaryo, yıldızlardan birinin “soyulmasını” gerektirecektir, yani daha erken bir zamanda kütlesinin büyük bir kısmını diğer yıldıza kaptırmıştı.
KU Leuven araştırmacısı Abigail Frost, bugün (Mart) yayınlanan yeni çalışmayı yöneten KU Leuven araştırmacısı Abigail Frost, “Mevcut verilerin sınırına ulaştık, bu yüzden iki ekip tarafından önerilen iki senaryo arasında karar vermek için farklı bir gözlem stratejisine başvurmak zorunda kaldık” diyor. 2, 2022) içinde Astronomi ve Astrofizik.
ESO’nun Çok Büyük Teleskop ve Çok Büyük Teleskop Girişimölçerinden elde edilen verileri kullanan yeni araştırma, daha önce kara delikli üçlü bir sistem olduğuna inanılan HR 6819’un aslında kara deliği olmayan iki yıldızdan oluşan bir sistem olduğunu ortaya çıkardı. Bir KU Leuven-ESO ekibi olan bilim adamları, bu ikili sistemi, yıldızlardan birinin arkadaşının atmosferini emmesinden kısa bir süre sonra gözlemlediklerine inanıyorlar; bu, genellikle “yıldız vampirizmi” olarak adlandırılan bir fenomendir. Bu sanatçının izlenimi sistemin nasıl görünebileceğini gösteriyor; Etrafında bir disk bulunan basık bir yıldızdan (bir “vampir ol” yıldızı; ön plan) ve atmosferinden arındırılmış B-tipi yıldızdan (arka plan) oluşur. Kredi: ESO/L. Calçada
Gizemi çözmek için iki ekip, ESO’ları kullanarak HR 6819’un yeni ve daha keskin verilerini elde etmek için birlikte çalıştı.[{” attribute=””>Very Large Telescope (VLT) and Very Large Telescope Interferometer (VLTI). “The VLTI was the only facility that would give us the decisive data we needed to distinguish between the two explanations,” says Dietrich Baade, author on both the original HR 6819 study and the new Astronomy & Astrophysics paper. Since it made no sense to ask for the same observation twice, the two teams joined forces, which allowed them to pool their resources and knowledge to find the true nature of this system.
“The scenarios we were looking for were rather clear, very different, and easily distinguishable with the right instrument,” says Rivinius. “We agreed that there were two sources of light in the system, so the question was whether they orbit each other closely, as in the stripped-star scenario, or are far apart from each other, as in the black hole scenario.”
This chart shows the location of HR 6819 in the constellation of Telescopium. This map shows most of the stars visible to the unaided eye under good conditions and the system itself is marked with a red circle. The two stars in HR 6819 can be viewed from the southern hemisphere on a dark, clear night without binoculars or a telescope. Credit: ESO, IAU and Sky & Telescope
To distinguish between the two proposals, the astronomers used both the VLTI’s GRAVITY instrument and the Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) instrument on ESO’s VLT.
“MUSE confirmed that there was no bright companion in a wider orbit, while GRAVITY’s high spatial resolution was able to resolve two bright sources separated by only one-third of the distance between the Earth and the Sun,” says Frost. “These data proved to be the final piece of the puzzle, and allowed us to conclude that HR 6819 is a binary system with no black hole.”
“Our best interpretation so far is that we caught this binary system in a moment shortly after one of the stars had sucked the atmosphere off its companion star. This is a common phenomenon in close binary systems, sometimes referred to as “stellar vampirism” in the press,” explains Bodensteiner, now a fellow at ESO in Germany and an author on the new study. “While the donor star was stripped of some of its material, the recipient star began to spin more rapidly.”
This wide-field view shows the region of the sky, in the constellation of Telescopium, where HR 6819 can be found. This view was created from images forming part of the Digitized Sky Survey 2. The two stars in HR 6819 can be viewed from the southern hemisphere on a dark, clear night without binoculars or a telescope. Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2, Acknowledgement: Davide De Martin
“Catching such a post-interaction phase is extremely difficult as it is so short,” adds Frost. “This makes our findings for HR 6819 very exciting, as it presents a perfect candidate to study how this vampirism affects the evolution of massive stars, and in turn the formation of their associated phenomena including gravitational waves and violent supernova explosions.”
The newly formed Leuven-ESO joint team now plans to monitor HR 6819 more closely using the VLTI’s GRAVITY instrument. The researchers will conduct a joint study of the system over time, to better understand its evolution, constrain its properties, and use that knowledge to learn more about other binary systems.
ESO’nun Çok Büyük Teleskop ve Çok Büyük Teleskop Girişimölçerinden elde edilen verileri kullanan yeni araştırma, daha önce kara delikli üçlü bir sistem olduğuna inanılan HR 6819’un aslında kara deliği olmayan iki yıldızdan oluşan bir sistem olduğunu ortaya çıkardı. Bir KU Leuven-ESO ekibi olan bilim adamları, bu ikili sistemi, yıldızlardan birinin arkadaşının atmosferini emmesinden kısa bir süre sonra gözlemlediklerine inanıyorlar; bu, genellikle “yıldız vampirizmi” olarak adlandırılan bir fenomendir. Bu animasyon sistemin nasıl görünebileceğini gösterir; Etrafında bir disk bulunan basık bir yıldızdan (bir “vampir ol” yıldızı; ön plan) ve atmosferinden arındırılmış B-tipi yıldızdan (arka plan) oluşur. Kredi: ESO/L. Calçada
Kara delik arayışına gelince, ekip iyimserliğini koruyor. Rivinius, “Yıldız kütleli kara delikler, yapıları gereği çok zor bulunuyor” diyor. “Fakat büyüklük sırasına göre tahminler, Dünya’da on ila yüz milyonlarca kara delik olduğunu gösteriyor.[{” attribute=””>Milky Way alone,” Baade adds. It is just a matter of time until astronomers discover them.
Reference: “HR 6819 is a binary system with no black hole: Revisiting the source with infrared interferometry and optical integral field spectroscopy” 2 March 2022, Astronomy & Astrophysics.
DOI: 10.1051/0004-6361/202143004
It has received funding from the European Research Council (ERC) under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program (grant agreement number 772225: MULTIPLES; PI: Hugues Sana).
The team is composed of A. J. Frost (Institute of Astronomy, KU Leuven, Belgium [KU Leuven]), J. Bodensteiner (Avrupa Güney Gözlemevi, Garching, Almanya [ESO]), T. Rivinius (Avrupa Güney Gözlemevi, Santiago, Şili [ESO Chile]), D. Baade (ESO), A. Mérand (ESO), F. Selman (ESO Şili), M. Abdul-Masih (ESO Şili), G. Banyard (KU Leuven), E. Bordier (KU Leuven, ESO Şili), K. Dsilva (KU Leuven), C. Hawcroft (KU Leuven), L. Mahy (Belçika Kraliyet Gözlemevi, Brüksel, Belçika), M. Reggiani (KU Leuven), T. Shenar (Anton Pannekoek Astronomi Enstitüsü) , Amsterdam Üniversitesi, Hollanda), M. Cabezas (Astronomik Enstitüsü, Çek Cumhuriyeti Bilimler Akademisi, Prag, Çek Cumhuriyeti [ASCR]), P. Hadrava (ASCR), M. Heida (ESO), R. Klement (The CHARA Array of Georgia State University, Mount Wilson Gözlemevi, Mount Wilson, ABD) ve H. Sana (KU Leuven).