Astronomen haben neue Erkenntnisse über die Eigenschaften der riesigen Blasen aus hochenergetischem Gas gewonnen, die sich weit über und unter dem Zentrum der Milchstraße erstrecken.
In einer Studie, die kürzlich in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht wurde, konnte ein Team unter der Leitung von Wissenschaftlern der Ohio State University zeigen, dass die Hüllen dieser Strukturen – die nach ihrer Entdeckung durch das eRosita-Röntgenteleskop als „eRosita-Blasen“ bezeichnet werden – komplexer sind als bisher angenommen.
Obwohl sie in ihrer Form den Fermi-Blasen verblüffend ähnlich sind, sind die eRosita-Blasen größer und energiereicher als ihre Gegenstücke. Aufgrund ihrer Größe und Lage werden sie auch als „galaktische Blasen“ bezeichnet und bieten eine aufregende Möglichkeit, die Geschichte der Sternentstehung zu studieren und neue Erkenntnisse über die Entstehung der Milchstraße zu gewinnen, so Anjali Gupta, Hauptautorin der Studie und ehemalige Postdoc-Forscherin an der Ohio State University, die jetzt Professorin für Astronomie am Columbus State Community College ist.
Diese Blasen befinden sich in dem Gas, das die Galaxien umgibt, der als zirkumgalaktisches Medium bezeichnet wird.
„Unser Ziel war es, mehr über das zirkumgalaktische Medium zu erfahren, ein Bereich, der sehr wichtig ist, um zu verstehen, wie unsere Galaxie entstanden ist und sich entwickelt hat“, sagte Gupta. „Viele der Regionen, die wir untersuchten, befanden sich zufällig in der Region der Blasen, so dass wir sehen wollten, wie unterschiedlich die Blasen im Vergleich zu den Regionen sind, die von der Blase entfernt sind.“
Frühere Studien waren davon ausgegangen, dass diese Blasen durch den Schock des Gases aufgeheizt werden, wenn es von der Galaxie nach außen geblasen wird, aber die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit deuten darauf hin, dass sich die Temperatur des Gases innerhalb der Blasen nicht signifikant von der außerhalb der Blasen unterscheidet.
„Wir waren überrascht, dass die Temperatur in der Blasenregion und außerhalb der Blasenregion die gleiche war“, so Gupta. Außerdem zeigt die Studie, dass diese Blasen so hell sind, weil sie mit extrem dichtem Gas gefüllt sind, und nicht, weil sie heißer sind als die Umgebung.
Gupta und Smita Mathur, Mitautorin der Studie und Professorin für Astronomie an der Ohio State University, führten ihre Analyse anhand von Beobachtungen des Suzaku-Satelliten durch, einer gemeinsamen Mission der NASA und der japanischen Agentur für Raumfahrtforschung.
Durch die Analyse von 230 Archivbeobachtungen, die zwischen 2005 und 2014 gemacht wurden, konnten die Forscher die diffuse Emission – die elektromagnetische Strahlung von Gas sehr geringer Dichte – der galaktischen Blasen sowie die anderen heißen Gase, die sie umgeben, charakterisieren.
Obwohl der Ursprung dieser Blasen in der wissenschaftlichen Literatur umstritten ist, ist diese Studie die erste, die diese Frage zu klären beginnt, so Mathur. Da das Team in den Schalen eine Fülle von nicht-solaren Neon- und Magnesium-Sauerstoff-Verhältnissen gefunden hat, deuten ihre Ergebnisse stark darauf hin, dass die galaktischen Blasen ursprünglich durch nukleare Sternentstehung oder durch die Energiezufuhr massereicher Sterne und andere astrophysikalische Phänomene entstanden sind, und nicht durch die Aktivitäten eines supermassiven Schwarzen Lochs.
„Unsere Daten stützen die Theorie, dass diese Blasen höchstwahrscheinlich durch intensive Sternentstehungsaktivität im galaktischen Zentrum entstanden sind, im Gegensatz zur Aktivität eines Schwarzen Lochs im galaktischen Zentrum“, so Mathur. Um die Auswirkungen ihrer Entdeckung auf andere Aspekte der Astronomie weiter zu erforschen, hofft das Team, neue Daten von anderen bevorstehenden Weltraummissionen nutzen zu können, um die Eigenschaften dieser Blasen weiter zu charakterisieren, sowie an neuen Methoden zur Analyse der bereits vorhandenen Daten zu arbeiten.
„Die Wissenschaftler müssen die Entstehung der Blasenstruktur wirklich verstehen. Indem wir unsere Modelle mit verschiedenen Techniken verbessern, können wir die Temperatur und die Emissionswerte, nach denen wir suchen, besser einschränken“, so Gupta.
