Chandra von der NASA bemerkt, dass das galaktische Zentrum entlüftet wird

Mithilfe des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA haben Astronomen eine Abgasöffnung lokalisiert, die an einem „Schornstein“ aus heißem Gas befestigt ist, der vom Zentrum der Milchstraße wegbläst. Ihr Papier, das diese Ergebnisse beschreibt, ist veröffentlicht In Das Astrophysikalische Journal.

Eruptionen des supermassereichen Schwarzen Lochs im Zentrum der Milchstraße namens Sagittarius A* (kurz Sgr A*) könnten diesen Schornstein und diese Abgasöffnung geschaffen haben.

Der Schornstein und die Entlüftungsöffnung sind etwa 26.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Der Schornstein beginnt im Zentrum der Galaxie und steht senkrecht zur Spiralscheibe der Milchstraße. Astronomen hatten den Schornstein zuvor mithilfe von Röntgendaten von Chandra und XMM-Newton identifiziert, einer Mission der ESA (Europäische Weltraumorganisation) mit Beteiligung der NASA. Die vom MeerKAT-Radioteleskop erfasste Radioemission zeigt die Wirkung von Magnetfeldern, die das Gas im Schornstein einschließen.

Die neuesten Chandra-Daten zeigen mehrere Röntgenkämme, die ungefähr senkrecht zur Ebene der Galaxie verlaufen. Forscher gehen davon aus, dass es sich hierbei um die zylinderförmigen Wände eines Tunnels handelt, der dabei hilft, heißes Gas zu leiten, während es sich entlang des Schornsteins nach oben und vom galaktischen Zentrum weg bewegt. Der neu entdeckte Schlot befindet sich nahe der Spitze des Schornsteins, etwa 700 Lichtjahre vom Zentrum der Galaxie entfernt.

„Wir vermuteten, dass Magnetfelder als Wände des Schornsteins wirken und dass heißes Gas wie Rauch durch sie aufsteigt“, sagte Scott Mackey von der University of Chicago, der die Studie leitete. „Jetzt haben wir eine Abluftöffnung oben im Schornstein entdeckt.“

Das Team geht davon aus, dass sich die Abgasöffnung gebildet hat, als heißes Gas, das durch den Schornstein aufsteigt, auf kühleres Gas traf, das ihm im Weg stand. Die Helligkeit der Auslasswände im Röntgenlicht wird durch Stoßwellen verursacht, die durch diese Kollision erzeugt werden – ähnlich den Überschallknallen von Überschallflugzeugen. Die linke Seite der Abgasöffnung ist wahrscheinlich besonders hell, da das nach oben strömende Gas in einem direkteren Winkel und mit mehr Kraft auf die Tunnelwand trifft als in anderen Regionen.

Die Autoren der Studie glauben, dass das heiße Gas höchstwahrscheinlich aus einer Abfolge von Ereignissen stammt, bei denen Material in Sgr A* fällt und es dann zu Eruptionen des Schwarzen Lochs kommt, die das Gas entlang des Schornsteins nach oben und durch die Abluftöffnung nach außen treiben. Allerdings wissen sie nicht genau, wie oft das Schwarze Loch gefüttert wird.

Frühere Studien haben darauf hingewiesen, dass alle paar hundert Jahre dramatische Röntgenfackeln an oder in der Nähe des zentralen Schwarzen Lochs auftreten, sodass diese eine wichtige Rolle dabei spielen könnten, das heiße Gas durch die Abgasöffnung nach oben zu treiben. Astronomen schätzen außerdem, dass das galaktische Schwarze Loch etwa alle 20.000 Jahre auseinanderreißt und einen Stern verschluckt. Solche Ereignisse würden zu starken, explosiven Energiefreisetzungen führen, von denen ein Großteil durch die Schornsteinöffnungen aufsteigen würde.

„Wir sind uns nicht sicher, ob diese Energie und Hitze dadurch angeheizt werden, dass eine große Menge Material auf einmal auf Sgr A* geworfen wird, wie ein Haufen Holzscheite, die ins Feuer geworfen werden“, sagte Co-Autor Mark Morris von der University of Kalifornien, Los Angeles. „Oder es könnte dadurch entstehen, dass mehrere kleine Ladungen in das Schwarze Loch geleitet werden, ähnlich wie regelmäßig hineingeworfenes Anzündholz.“

Die Partikel und die Energie im Schlot geben Hinweise auf den Ursprung zweier mysteriöser und viel größerer Strukturen rund um das Zentrum der Milchstraße: die Fermi-Blasen, die vom Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA in Gammastrahlen beobachtet wurden, und die eROSITA-Blasen, die von entdeckt wurden Das neueste Röntgenteleskop der ESA. Bei beiden handelt es sich um Strukturpaare, die sich Tausende von Lichtjahren vom Zentrum der Galaxie entfernt erstrecken. Sie liefern wichtige Informationen über frühere explosive Aktivitäten in der Nähe des Zentrums der Galaxie.

Die Fermi- und eROSITA-Blasen sind beide auf die Richtung des Schornsteins und eines zweiten Röntgenkamins ausgerichtet, der im Zentrum der Galaxie beginnt und in die entgegengesetzte Richtung zeigt. Der Trichtereffekt der Abluftöffnung nahe der Oberseite des Schornsteins kann dazu führen, dass das heiße Gas auf seinem Weg nach oben konzentriert bleibt und so die Bildung einer kohärenten Struktur der Blasen unterstützt.

„Der Ursprung der Fermi-Blasen und der eROSITA-Blasen gehören zu den größten Rätseln, mit denen Studien der hochenergetischen Strahlung unserer Galaxie konfrontiert sind“, sagte Co-Autor Gabriele Ponti vom italienischen Nationalinstitut für Astrophysik in Merate. „Wir haben eine kleine Struktur entdeckt, die bei der Entstehung dieser gigantischen Blasen eine große Rolle spielen könnte.“