Galaktische Blasen sind komplexer als gedacht, sagen Forscher

Astronomen haben neue Beweise über die Eigenschaften der riesigen Blasen aus hochenergetischem Gas enthüllt, die sich weit über und unter dem Zentrum der Milchstraße erstrecken.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie in Naturastronomiekonnte ein Team unter der Leitung von Wissenschaftlern der Ohio State University zeigen, dass die Hüllen dieser Strukturen – nach ihrer Entdeckung durch das eRosita-Röntgenteleskop „eRosita-Blasen“ genannt – komplexer sind als bisher angenommen.

Obwohl sie in ihrer Form den Fermi-Blasen auffallend ähnlich sind, sind eRosita-Blasen größer und energiereicher als ihre Gegenstücke. Aufgrund ihrer Größe und Lage zusammen als „galaktische Blasen“ bekannt, bieten sie eine aufregende Gelegenheit, die Geschichte der Sternentstehung zu studieren und neue Hinweise auf die Entstehung der Milchstraße zu geben, sagte Anjali Gupta, Hauptautorin der Studie und ein ehemaliger Postdoktorand an der Ohio State, der jetzt Professor für Astronomie am Columbus State Community College ist.

Diese Blasen existieren im Gas, das Galaxien umgibt, einem Bereich, der als zirkumgalaktisches Medium bezeichnet wird.

„Unser Ziel war wirklich, mehr über das zirkumgalaktische Medium zu erfahren, ein Ort, der sehr wichtig ist, um zu verstehen, wie sich unsere Galaxie gebildet und entwickelt hat“, sagte Gupta. „Viele der Regionen, die wir untersucht haben, befanden sich zufällig in der Region der Blasen, also wollten wir sehen, wie unterschiedlich die Blasen im Vergleich zu den Regionen sind, die von der Blase entfernt sind.“

Frühere Studien gingen davon aus, dass diese Blasen durch den Gasstoß erhitzt wurden, wenn es aus der Galaxie nach außen strömt, aber die Hauptergebnisse dieses Papiers deuten darauf hin, dass sich die Temperatur des Gases innerhalb der Blasen nicht wesentlich von der Umgebung außerhalb unterscheidet.

„Wir waren überrascht festzustellen, dass die Temperatur in der Blasenregion und außerhalb der Blasenregion gleich war“, sagte Gupta. Darüber hinaus zeigt die Studie, dass diese Blasen so hell sind, weil sie mit extrem dichtem Gas gefüllt sind, und nicht, weil sie heißere Temperaturen als die Umgebung haben.

Gupta und Smita Mathur, Co-Autoren der Studie und Professor für Astronomie am Bundesstaat Ohio, führten ihre Analyse anhand von Beobachtungen durch, die vom Suzaku-Satelliten gemacht wurden, einer gemeinsamen Mission der NASA und der Japanese Aerospace Exploration Agency.

Durch die Analyse von 230 archivierten Beobachtungen, die zwischen 2005 und 2014 gemacht wurden, konnten die Forscher die diffuse Emission – die elektromagnetische Strahlung von Gasen mit sehr geringer Dichte – der galaktischen Blasen sowie der anderen heißen Gase, die sie umgeben, charakterisieren.

Obwohl der Ursprung dieser Blasen in der wissenschaftlichen Literatur diskutiert wurde, ist diese Studie die erste, die damit beginnt, sie zu lösen, sagte Mathur. Da das Team eine Fülle von nicht-solaren Neon-Sauerstoff- und Magnesium-Sauerstoff-Verhältnissen in den Hüllen fand, deuten ihre Ergebnisse stark darauf hin, dass galaktische Blasen ursprünglich durch nukleare Sternentstehungsaktivität oder die Injektion von Energie durch massereiche Sterne und andere Arten gebildet wurden von astrophysikalischen Phänomenen und nicht durch die Aktivitäten eines supermassereichen Schwarzen Lochs.

„Unsere Daten stützen die Theorie, dass diese Blasen höchstwahrscheinlich aufgrund intensiver Sternentstehungsaktivität im galaktischen Zentrum gebildet werden, im Gegensatz zu Schwarzlochaktivitäten, die im galaktischen Zentrum auftreten“, sagte Mathur. Um die Auswirkungen ihrer Entdeckung auf andere Aspekte der Astronomie weiter zu untersuchen, hofft das Team, neue Daten von anderen bevorstehenden Weltraummissionen verwenden zu können, um die Eigenschaften dieser Blasen weiter zu charakterisieren, sowie an neuen Methoden zur Analyse der bereits vorhandenen Daten zu arbeiten .

„Wissenschaftler müssen die Bildung der Blasenstruktur wirklich verstehen, also werden wir durch den Einsatz verschiedener Techniken zur Verbesserung unserer Modelle in der Lage sein, die Temperatur und die Emissionsmaße, nach denen wir suchen, besser einzuschränken“, sagte Gupta.

Weitere Co-Autoren waren Joshua Kingsbury und Sanskriti Das vom Bundesstaat Ohio sowie Yair Krongold von der National Autonomous University of Mexico.