Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

NASA's RXTE detects 'heartbeat' of smallest black hole candidate

16.12.2011
An international team of astronomers has identified a candidate for the smallest-known black hole using data from NASA's Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE). The evidence comes from a specific type of X-ray pattern, nicknamed a "heartbeat" because of its resemblance to an electrocardiogram. The pattern until now has been recorded in only one other black hole system.

Anzeige

Named IGR J17091-3624 after the astronomical coordinates of its sky position, the binary system combines a normal star with a black hole that may weigh less than three times the sun's mass. That is near the theoretical mass boundary where black holes become possible.


Gas from the normal star streams toward the black hole and forms a disk around it. Friction within the disk heats the gas to millions of degrees, which is hot enough to emit X-rays. Cyclical variations in the intensity of the X-rays observed reflect processes taking place within the gas disk. Scientists think that the most rapid changes occur near the black hole's event horizon, the point beyond which nothing, not even light, can escape.

Astronomers first became aware of the binary system during an outburst in 2003. Archival data from various space missions show it becomes active every few years. Its most recent outburst started in February and is ongoing. The system is located in the direction of the constellation Scorpius, but its distance is not well established. It could be as close as 16,000 light-years or more than 65,000 light-years away.

The record-holder for wide-ranging X-ray variability is another black hole binary system named GRS 1915+105. This system is unique in displaying more than a dozen highly structured patterns, typically lasting between seconds and hours.

"We think that most of these patterns represent cycles of accumulation and ejection in an unstable disk, and we now see seven of them in IGR J17091," said Tomaso Belloni at Brera Observatory in Merate, Italy. "Identifying these signatures in a second black hole system is very exciting."

In GRS 1915, strong magnetic fields near the black hole's event horizon eject some of the gas into dual, oppositely directed jets that blast outward at about 98 percent the speed of light. The peak of its heartbeat emission corresponds to the emergence of the jet.

Changes in the X-ray spectrum observed by RXTE during each beat reveal that the innermost region of the disk emits enough radiation to push back the gas, creating a strong outward wind that stops the inward flow, briefly starving the black hole and shutting down the jet. This corresponds to the faintest emission. Eventually, the inner disk gets so bright and hot it essentially disintegrates and plunges toward the black hole, re-establishing the jet and beginning the cycle anew. This entire process happens in as little as 40 seconds.

While there is no direct evidence IGR J17091 possesses a particle jet, its heartbeat signature suggests that similar processes are at work. Researchers say that this system's heartbeat emission can be 20 times fainter than GRS 1915 and can cycle some eight times faster, in as little as five seconds.

Astronomers estimate that GRS 1915 is about 14 times the sun's mass, placing it among the most-massive-known black holes that have formed because of the collapse of a single star. The research team analyzed six months of RXTE observations to compare the two systems, concluding that IGR J17091 must possess a minuscule black hole.

"Just as the heart rate of a mouse is faster than an elephant's, the heartbeat signals from these black holes scale according to their masses," said Diego Altamirano, an astrophysicist at the University of Amsterdam in The Netherlands and lead author of a paper describing the findings in the Nov. 4 issue of The Astrophysical Journal Letters.

The researchers say this analysis is just the start of a larger program to compare both of these black holes in detail using data from RXTE, NASA's Swift satellite and the European XMM-Newton observatory.

"Until this study, GRS 1915 was essentially a one-off, and there's only so much we can understand from a single example," said Tod Strohmayer, the project scientist for RXTE at NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md. "Now, with a second system exhibiting similar types of variability, we really can begin to test how well we understand what happens at the brink of a black hole."

Launched in late 1995, RXTE is second only to Hubble as the longest serving of NASA's operating astrophysics missions. RXTE provides a unique observing window into the extreme environments of neutron stars and black holes.

Related links

Dutch press release
http://www.astronomie.nl/nieuws/2362/astronomen_observeren_de_hartslag_van_een_piepklein_zwart_gat.html

Italian press release
http://www.media.inaf.it/2011/12/12/batticuore-buco-nero/

GRS 1915+105: Taking the Pulse of a Black Hole System
http://chandra.harvard.edu/photo/2011/g1915/

RXTE Homes in on a Black Hole's Jets
http://www.nasa.gov/topics/universe/features/black-hole-jets.html

Francis Reddy | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.nasa.gov

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Trennung von Blutzellen im Mikrofluss
24.05.2012 | Universität Augsburg

nachricht Nomads of the Galaxy
24.05.2012 | Kavli Foundation

Alle Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit


Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und bestimmte Krebsformen gehen auf eine fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen im Körper zurück.

Wissenschaftlern des Instituts für Photonische Technologien (IPHT) in Jena ist es erstmals gelungen, Proteinstrukturen auf sub-molekularer Ebene nachzuweisen und spektroskopisch zu analysieren. Ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Krankheitsursachen.

„Bis heute hat man nicht genau verstanden, was die fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen, zum Beispiel im Zusammenhang mit Alzheimer, ...

Im Focus: Widerspenstiges Quasiteilchen erzeugt


Die Quantenphysik beschreibt physikalische Vorgänge in Festkörpern und anderen Vielteilchensystemen auch mit Hilfe von Quasiteilchen.

Innsbrucker Physikern um Rudolf Grimm ist es nun erstmals gelungen, ein neues Quasiteilchen - ein repulsives Polaron - in einem Quantengas experimentell zu erzeugen. Die Forscher berichten darüber in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.

Ultrakalte Quantengase sind ein ideales Experimentierfeld, um physikalische Phänomene in Festkörpern zu simulieren. Unter streng kontrollierten Bedingungen ...

Im Focus: Licht lässt Partikel wachsen - Forscher entdecken neuen Mechanismus in der Atmosphäre


Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.

Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.

Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...

Im Focus: Abschreckung: Tabak signalisiert angreifenden Zikaden Verteidigungsbereitschaft


Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen

Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...

Im Focus: Erbgutkopie reist im Protein-Koffer


Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.

Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.

Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Energieversorger vor dem Umbruch

24.05.2012 | Studien Analysen

Stem-cell-growing surface enables bone repair

24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit

24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

NieKE Themenforum: Ökonomie - Tierschutz - Lebensmittelsicherheit

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Nachhaltigkeit in der Schifffahrt: Werte vs. Wertschöpfung

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Wissenschaft und Öffentlichkeit

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp