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Freitag, 30.09.2016
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Rasender galaktischer Wind in den Fermi-Blasen

Astronomen entschlüsseln Gasblasen im Zentrum der Milchstraße

In zwei gigantischen Gasblasen strömen Winde mit drei Millionen Kilometern pro Stunde vom Zentrum der Milchstraße weg. Neue Erkenntnisse verraten die Bedingungen, die innerhalb dieser zwei Blasen herrschen, die senkrecht aus unserer Galaxie emporragen. Die neuen Informationen geben auch Aufschluss über den noch unbekannten Ursprung der Strukturen.
Fermi-Blasen senkrecht zur Milchstraße

Fermi-Blasen senkrecht zur Milchstraße

Zu einer Zeit, als der Mensch begann aufrecht zu gehen, ereigneten sich im Herzen unserer Milchstraße gigantische Eruptionen. Als Folge dieser Ausbrüche ragen heute zwei gigantische Blasen aus ausgestoßenen Gasen über 30.000 Lichtjahre weit aus dem Zentrum der Galaxie heraus: Die „Fermi-Blasen“.Sie senden Gammastrahlen aus, durch die sie vor fünf Jahren mit Hilfe des Fermi-Weltraumteleskops der NASA entdeckt wurden. Der Ursprung dieser riesigen, noch immer wachsenden Gaspilze ist noch ungeklärt. Astronomen vermuten jedoch zwei mögliche Ursachen für die Phänomene: Entweder entstanden sie durch Eruptionen des Schwarzen Loches im Zentrum der Milchstraße, oder aber durch eine heftige Serie von Sternentstehungen in den zentralen Regionen.

Mit Hilfe des Hubble-Weltraumteleskops haben Andrew Fox und seine Kollegen des Space Telescope Science Institute in Baltimore im US-Bundesstaat Maryland die Gaswinde der Fermi-Blasen genauer untersucht. Dabei gingen die Forscher folgendermaßen vor: Das ultraviolette Licht eines entfernten Quasars, der hinter einer der Blasen liegt, wird auf seinem Weg durch die Gaswolke von dieser beeinflusst. Das passierende Licht liefert den Forschen Informationen über die Geschwindigkeit, die Zusammensetzung und die Temperatur des expandierenden Gases. Insgesamt 20 Quasare dienten den Astronomen als Lichtquelle für diese Untersuchungen.

Messung von passierendem Quasarlicht bringt Aufschluss über Fermi-Blasen

Messung von passierendem Quasarlicht bringt Aufschluss über Fermi-Blasen

Ergebnisse verraten Zusammensetzung und Geschwindigkeit


Fox und sein Team fanden heraus, dass das Gas mit etwa 3 Millionen Kilometern pro Stunde das Zentrum der Galaxie verlässt. Das Gas auf der nahegelegenden Seite strömt auf die Erde zu, das auf der entfernten von der Erde weg. "Das ist genau die Größenordnung, die wir erwartet haben, wenn es sich um einen bipolaren Ausbruch handelt", erklärt Koautor Rongmon Bordoloi.
Erstmalig ermittelten die Astronomen auch die Zusammensetzung des Gases in den Blasen. Silicium, Kohlenstoff und Aluminium deuten darauf hin, dass das Gas reich an schweren Elementen ist, die in Sternen produziert werden und fossile Reste von Sternformationen widerspiegeln.


Die Fermi-Blasen – ein sich wiederholendes Phänomen


Im Vergleich zum Alter unserer Galaxie sind die Fermi-Blasen relativ jung. Dies deutet darauf hin, dass es sich um ein wiederholtes Phänomen der Milchstraße handelt. „Es scheint die Ausströme sind wie ein Schluckauf“, sagt Fox. „Möglicherweise gab es wiederholte Ausstöße von Material, das sich aufbläst, und wir beobachten gerade den letzten dieser Ausstöße. Indem wir das Licht von den anderen Quasaren unseres Programms analysieren, sind wir vielleicht fähig Überreste früherer Ausbrüche zu entdecken.“

Phänomene wie die Fermi-Blasen beobachten Astronomen auch in anderen Galaxien. Galaktische Winde sind in Galaxien, die Sterne produzieren, die Regel. „Es scheint, dass es von der Menge an entstehenden Sternen abhängt, ob diese Ausstöße geschehen oder nicht", sagt Fox. Das könnte auch die Fermi-Blasen unserer Heimatgalaxie erklären: „Obwohl die Milchstraße momentan eine moderate Anzahl von einem oder zwei Sternen pro Jahr produziert, gibt es eine hohe Konzentration an Sternformationen nahe dem galaktischen Kern.“ (The Astrophysical Journal Letters, 2015; arXiv:1412.1480 [astro-ph.GA])
(Space Telescope Science Institute (STScI), 08.01.2015 - MAH)
 
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