Ein Wissenschaftler der Tokyo Metropolitan University hat gezeigt, dass große Gammastrahlen emittierende Blasen um das Zentrum der Milchstraße herum durch schnelle, nach außen wehende Winde und einen damit verbundenen „umgekehrten Schock“ erzeugt wurden. Numerische Simulationen reproduzierten erfolgreich das von einem Röntgenteleskop beobachtete Temperaturprofil. Solche Abflüsse wurden in anderen Galaxien beobachtet; Dieser Befund deutet darauf hin, dass ähnliche Winde bis vor kurzem in unserer eigenen Galaxie geweht haben könnten.
Das Universum ist voll von massiven Himmelsobjekten, die noch erklärt werden müssen. Darunter sind die „Fermi-Blasen“, die so genannt werden, weil sie erstmals 2010 vom Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop entdeckt wurden. Diese Blasen sind riesige Gammastrahlen emittierende Regionen, die sich von beiden Seiten des Zentrums der Milchstraße erstrecken über ungefähr 50.000 Lichtjahre, die wie Ballons aus der Ebene der Galaxie herausragen, wie in der Abbildung oben gezeigt. Trotz ihres überwältigenden Ausmaßes muss der Mechanismus, durch den sie gebildet werden, noch entschlüsselt werden.
Jetzt hat Professor Yutaka Fujita von der Tokyo Metropolitan University theoretische Beweise vorgelegt, die zeigen, wie solche Objekte entstanden sein könnten. Seit ihrer Entdeckung wurden viele Hypothesen über die Entstehung der Fermi-Blasen aufgestellt, einschließlich der explosiven Aktivität des zentralen supermassereichen Schwarzen Lochs, der Winde aus dem Schwarzen Loch und der stetigen Sternentstehungsaktivität. Die Unterscheidung dieser Szenarien ist eine herausfordernde Aufgabe, aber die Verfügbarkeit hochmoderner Röntgenbeobachtungen des Suzaku-Satelliten bietet die Möglichkeit, Messungen mit dem zu vergleichen, was Astronomen von verschiedenen Szenarien erwarten.
Die Simulationen von Professor Fujita betrachteten schnell ausströmende Winde aus dem Schwarzen Loch, die die notwendige Energie in das Gas einbringen, das das Zentrum der Galaxie umgibt. Beim Vergleich mit den gemessenen Profilen stellten sie fest, dass die Wahrscheinlichkeit groß ist, dass die Fermi-Blasen von den schnell ausströmenden Winden erzeugt werden, die über 10 Millionen Jahre mit 1.000 km pro Sekunde wehen. Dies sind keine Winde, wie wir sie auf der Erde erleben würden, sondern Ströme hochgeladener Teilchen, die sich mit hoher Geschwindigkeit fortbewegen und sich durch den Weltraum ausbreiten.
Diese Winde bewegen sich nach außen und interagieren mit dem umgebenden Halo-Gas, wodurch ein umgekehrter Schock verursacht wird, der eine charakteristische Temperaturspitze erzeugt. Die Fermi-Blasen entsprechen dem Volumen auf der Innenseite dieser umgekehrten Stoßfront. Wichtig ist, dass Simulationen auch zeigten, dass eine sofortige Explosion im Zentrum die vom Teleskop gemessenen Profile nicht reproduzieren konnte, was einem Szenario Gewicht verleiht, das auf stetigen Winden basiert, die vom zentralen Schwarzen Loch erzeugt werden.
Der Autor stellt fest, dass die von der Simulation vorhergesagten Winde den in anderen Galaxien beobachteten Abflüssen ähneln. Die Korrespondenz deutet darauf hin, dass die gleichen Arten von massiven Ausflüssen, die in anderen Teilen des Universums beobachtet wurden, bis vor kurzem in unserer eigenen Galaxie vorhanden waren.
Mehr Informationen:
Yutaka Fujita, Beweis für starke Winde und den damit verbundenen Rückstoß als Ursprung der Fermi-Blasen, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society (2022). DOI: 10.1093/mnras/stac3312
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