Astronomers presenting at the American Astronomical Society (AAS) meeting in Washington D.C. on Jan. 4, have reported the detection of the emission generated by a black hole as it devoured a white dwarf star in the elliptical galaxy NGC 1399.
This may not appear to be a huge deal to begin with -- stars being eaten by supermassive black holes in the centers of galaxies have been detected before -- but it would appear that this particular white dwarf was ripped apart and then devoured by a mysterious "intermediate-mass" black hole.
Black holes are thought to come in all sizes and astronomers are very familiar with stellar-mass black holes (i.e. black holes that are created from single massive star supernovae) and supermassive black hole behemoths (weighing in at several million solar masses) confirmed to be living in the centers of most galaxies.
But what about the black holes in between?
Black holes measuring in the range of hundreds to thousands of solar masses have only existed in theory up till now and observational evidence of these "medium-sized" singularities has been very hard to come by. However, the NGC 1399 observation may shed some light on the existence of a particular intermediate-mass black hole in the Fornax cluster, 65 million light years from Earth.
"Astronomers have made cases for stars being torn apart by supermassive black holes in the centers of galaxies before, but this is the first good evidence for such an event in a globular cluster," said Jimmy Irwin of the University of Alabama who led the study.
Using X-ray data from NASA's Chandra space telescope and optical data from the Magellan I and II telescopes in Las Campanas, Chile, Irwin and his colleagues were able to study an abnormally bright X-ray emission in the globular cluster.
This is known as an "ultraluminous X-ray source" (or ULX for short). By analyzing the ULX, the team was able to work out that a white dwarf had been shredded by the extreme tidal forces of a black hole and the material was being eaten by the black hole.
The observations suggest oxygen is in abundance, but there is a deficiency in hydrogen, suggesting that the material was being stripped from an old, white dwarf star. (The lack of hydrogen shows that the stellar object has burnt up its fuel, indicating the butchered star did not belong in the Main Sequence.)
Nitrogen was also detected in the spectrum, a factor that has yet to be explained.
By studying the characteristics of the material as it orbited and fell into the black hole -- generating the X-rays as it was accelerated into the event horizon -- the researchers were also able to deduce the black hole's mass: approximately 1,000 suns, a mass that corresponds to a black hole in "Medium."
Is this definitive proof of the existence of an intermediate-mass black hole killing a careless white dwarf star? Possibly, but further examination of the ULX will no doubt be forthcoming as it is thought that the X-ray emission from NGC 1399 should be persistent for some time yet.
Source: NASA/Chandra
Fornax/NGC 1399, Erklärung im Text

 Auf einer Tagung der American Astronomical Society (AAS) am 4. Januar berichteten Wissenschaftler über die Entdeckung einer Röntgenstrahlungsquelle im Spiralnebel NGC 1399 (im Sternbild Schütze, etwa 65 Millionen Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt), die von einem Schwarzen Loch auszugehen scheint. Aufgrund der Analyse der Bilddaten des Röntgenteleskops Chandra, das sich auf einer Umlaufbahn um die Erde befindet, kamen sie zu dem Ergebnis, dass ein Schwarzes Loch mittlerer Größe die Bahn eines Weißen Zwerges gekreuzt hat und dabei ist, diesen Kleinstern zu verschlingen. Dabei wird Röntgenstrahlung freigesetzt, die von dem Weltraumteleskop aufgezeichnet werden kann.

Nun ist die Existenz Schwarzer Löcher seit längerem eine gut abgesicherte Annahme. Man nimmt beispielsweise an, dass in den Zentren aller Spiralgalaxien solche Schwarzen Löcher existieren und das stellare Material in ihrem Einflussbereich in sich hineinsaugen. Ihre Schwerkraft ist aufgrund ihrer ungeheuren Masse so gewaltig, dass auch Licht von diesen Objekten nicht mehr entfliehen kann, sie erscheinen daher schwarz. Noch weitgehend unerforscht sind die Schwarzen Löcher mittlerer Größe. Ihre Existenz wurde bisher eigentlich nur postuliert. Anscheinend vermag jedoch die Beobachtung von NGC 1399 weiteren Aufschluss über solche Erscheinungen zu geben. Hinter solchen „ultrahellen Röntgenquellen“ (ULX, englisch: Ultraluminous X-ray source) verbergen sich möglicherweise Schwarze Löcher mittlerer Größe. Unter dem Begriff ULX wurden solche mysteriösen Objekte zusammengefasst, die wesentlich mehr Röntgenstrahlung abgeben als normale Sterne, jedoch weniger als Quasare. Ihre Masse ist zwischen 100- und 1.000-mal größer als die der Sonne.

Das abgebildete NASA-Foto von diesem Objekt zeigt Röntgenstrahlen blau an, aufgenommen vom Chandra-Teleskop. Das Foto wurde dann überlagert mit optischen Aufnahmen im sichtbaren Licht der terrestrischen Teleskope Magellan I und II in Las Campanas, Chile. Die Analyse der Bilddaten zeigt dem Eingeweihten, dass hier ein sogenannter Weißer Zwerg von den Anziehungskräften eines mittelgroßen Schwarzen Loches förmlich zerrissen und allmählich ins Innere des Schwarzen Loches hineingezogen wird.

Ein Weißer Zwerg ist ein Stern, der seine Lebensdauer erfüllt hat und in sich zusammengefallen ist, weil aller Wasserstoff verbraucht wurde. Der Nachweis eines Weißen Zwerges kann dadurch geführt werden, dass das von ihm ausgehende Licht einer Sprektralanalyse unterzogen wird. Bei dem vorliegenden Objekt ergab diese Analyse der Spektralfarben des Lichts, dass zwar Sauerstoff, jedoch kein Wasserstoff mehr vorhanden ist. Außerdem wurde Stickstoff als Bestandteil des Sterns ermittelt, was bisher noch einer Erklärung bedarf. Anhand der Bahndaten des Materials, das in den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs hineingezogen wurde, sowie der Art, Richtung und Stärke der dabei emittierten Strahlung konnte die ungefähre Größe des Schwarzen Lochs auf die von 1.000 Sonnen geschätzt werden. Das entspricht etwa der erwarteten Größe eines mittelgroßen Schwarzen Lochs.