(Röntgen: NASA/CXC/University of Michigan/J-T Li et al.; optisch: NASA/STScI) 67 Millionen Lichtjahre entfernt bläst eine Galaxie riesige Blasen. Wir wissen, was sie sind. Die als nukleare Superblasen bekannten Strukturen werden wahrscheinlich durch Supermasse erzeugt schwarzes Loch im Zentrum der Galaxie. Dank neuer Daten wissen wir nun, dass in ihnen etwas Unglaubliches geschieht.
Beobachtungen der Spiralgalaxie NGC 3079 vom Chandra-Röntgenobservatorium der NASA haben ergeben, dass es sich bei den Blasen tatsächlich um riesige kosmische Teilchenbeschleuniger handelt, die an ihren Rändern energiereiche Hochgeschwindigkeitsteilchen produzieren.
Kern-Superblasen sind wie eine jüngere Version der sogenannten Fermi-Blasen, die wir auch hier in der Milchstraße haben. Astronomen gehen davon aus, dass diese auftreten, wenn das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum einer Galaxie sich speist (bekannt als ein aktiver galaktischer Kern ).
Wenn sich ein Schwarzes Loch ernährt, schießen aus seinen Polen enorm starke Plasmastrahlen mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit. Wie das geschieht, ist unklar, aber denken Astronomen Dieses Material aus dem inneren Teil der Akkretionsscheibe wird über die magnetischen Feldlinien um die Außenseite des Schwarzen Lochs zu den Polen geleitet und von dort ausgeschleudert.
Also diese Jets, Die Hypothese lautet , schießt in den Weltraum und schneidet riesige Hohlräume in den Raum über und unter der galaktischen Ebene. In der Milchstraße erstrecken sich die Fermi-Blasen über eine Entfernung von etwa 50.000 Lichtjahren, daher muss das Nahrungsereignis, das sie verursacht hat (falls es ein Nahrungsereignis war), vor einiger Zeit stattgefunden haben.
(Röntgen: NASA/CXC/University of Michigan/J-T Li et al.; optisch: NASA/STScI)
Die Blasen von NGC 3079 sind etwas kleiner – eine hat einen Durchmesser von 4.900 Lichtjahren, die andere 3.600 Lichtjahre – und sind daher wahrscheinlich etwas jünger. Aber man kann sie auch wirklich gut studieren. Die Blasen befinden sich in einiger Entfernung, sodass wir sie leichter in ihrer Gesamtheit sehen können. Und weil sie jünger sind, können sie uns helfen, die Entwicklung dieser Objekte zu verstehen.
Also schauten sich Astronomen bei Chandra um und fanden etwas Seltsames in den Daten – Merkmale in den Röntgenstrahlen mit der höchsten Energie, die damit übereinstimmen Synchrotron Emission. Mit anderen Worten, dass es einen riesigen Teilchenbeschleuniger gibt.
Tatsächlich ist dies der erste direkte Beweis dafür, dass Synchrotronstrahlung von galaktischen Blasen ausgeht – obwohl sie seltsamerweise nur in einer von ihnen, der kleineren, nachgewiesen wurde.
Dies sind nur die Röntgendaten. (NASA/CXC/University of Michigan/J-T Li et al.)
Wenn sich die Blasen in das umgebende Gas des interstellaren Mediums ausdehnen, erzeugen sie Stoßwellen, die wiederum verworrene Magnetfelder erzeugen. Nach Angaben des Forschungsteams der University of Michigan prallen Partikel um diese Schockmagnetfelder herum ab; Wenn sie die Schockfront passieren, erhalten sie einen Beschleunigungsschub.
Diese Teilchen können nicht aus dem galaktischen Zentrum stammen – sie hätten zu viel Energie verloren, wenn sie den Rand der Blase erreicht hätten.
Dieser Beschleunigereffekt könnte zu Teilchen führen, die 100-mal energiereicher sind als die Fähigkeiten des Large Hadron Collider. Wenn dies geschieht, könnte es die Ursache für ein weiteres mysteriöses Phänomen sein – kosmische Strahlung .
Wir wissen nicht, was diese extrem energiereichen Teilchen erzeugt. Tatsächlich haben wir erst kürzlich herausgefunden, dass sie von dort stammen können außerhalb der Milchstraße .
Aber wenn Fermi-Blasen als Teilchenbeschleuniger wirken und einige dieser beschleunigten Teilchen den Blasen entkommen, ist es möglich, dass sie schließlich als kosmische Strahlung ihren Weg zur Erde finden.
Das sind viele Vielleichts, aber es ist nicht so, dass wir einfach dorthin gehen und schauen können (obwohl das erstaunlich wäre). Wir wissen nicht einmal sicher, dass es ein Schwarzes Loch ist, das die Blasen erzeugt – es könnte sein starke Sternwinde von Babystars.
„Zukünftige tiefere Radio-/Röntgenbeobachtungen, sorgfältige Messung und Modellierung des Magnetfelds sowie theoretische Modellierung der Superblase in verschiedenen Szenarien werden dazu beitragen, die Natur des harten Röntgenüberschusses in der SW-Blase besser zu untersuchen.“ „um den Ursprung galaktischer nuklearer Superblasen besser zu verstehen“, schrieben die Forscher in ihrer Arbeit .
Die Zeit – und weitere Forschung – wird bestimmt mehr über diese faszinierenden Strukturen enthüllen und einige eindeutige Antworten liefern.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Das Astrophysikalische Journal .