Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das turbulente Herz der Milchstraße

20.08.2015

Mit dem Satelliten XMM-Newton beobachten Astronomen im Detail die Vorgänge um das schwarze Loch im Zentrum der Galaxis

Wer hat im Herzen unserer Milchstraße tiefe Narben hinterlassen? Auf der Suche nach dem Täter haben Astronomen am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik Röntgenbilder des Satelliten XMM-Newton durchkämmt. Der Hauptverdächtige ist das supermassereiche schwarze Loch, das im Zentrum der Galaxis lauert. Ebenfalls nicht unschuldig scheinen aber auch massereiche Sterne sowie Supernovae zu sein.


Blick ins Herz der Milchstraße: Dieses breitbandige Röntgenmosaik wurde aus mehr als 100 einzelnen XMM-Newton-Bildern innerhalb des Blickwinkels von einem Grad zusammengesetzt. Die Farben zeigen Beobachtungen bei verschiedenen Energien. Die Karte erstreckt sich über eine Region von etwa 500 Lichtjahren. Neben der Röntgenstrahlung aus dem Gebiet rund um das supermassereiche schwarze Loch im galaktischen Zentrum erkennt man außerdem Röntgendoppelsterne, Sternhaufen, Supernovaüberreste, Blasen und Superblasen, nicht-thermische Filamente und viele andere Quellen.

© MPE / ESA


Zoom auf das Zentrum: Vergrößerte Darstellung der zentralen 100 Lichtjahre um das Herz der Milchstraße im Licht der weichen Röntgenstrahlung. Das galaktische schwarze Loch und die Emission aus seiner Umgebung befinden sich im hellsten, zentralen Bereich des Bildes; die bipolaren Flügel erstrecken sich oberhalb und unterhalb dieser Stelle.

© MPE / ESA

Die Untersuchung der Röntgenstrahlung aus dem galaktischen Zentrum ist von herausragender Bedeutung für die Astronomie. Eines der ersten großen Projekte, das der europäische Satellit XMM-Newton direkt nach seinem Start ausgeführt hatte, war daher ein Scan dieser Region. Ein internationales Team unter der Leitung von Wissenschaftlern des Garchinger Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik hat nun Beobachtungen des Observatoriums mit allen Archivdaten verknüpft. So erhielten die Forscher die bisher beste Karte für die Kontinuums-, aber auch die Linienemission im Röntgenbereich.

Damit war das Team in der Lage, die Auswirkungen von katastrophalen Ereignissen, die große Mengen an Energie freigesetzt haben, im Detail zu untersuchen. Die Astronomen gingen insbesondere der Frage nach, welche Auswirkungen riesige Plasmablasen mit Dutzenden Lichtjahren Durchmesser auf ihre Umwelt haben. Diese Blasen in der Mitte der Milchstraße senden Röntgenstrahlung aus und beinhalten inmitten von Gas, Staub und kühlerem Plasma riesige Hohlräume.

Massemonster auf frischer Tat ertappt

Einer der aufschlussreichsten Hinweise aus den Röntgenbildern sind zwei bipolare Flügel, die Dutzende von Lichtjahren oberhalb und unterhalb der galaktischen Ebene hinausragen und auf das supermassereiche schwarze Loch zentriert sind. Frühere Indizien hatten bereits auf dieses Massemonster hingedeutet. Die neuen Erkenntnisse ertappen es zusammen mit seiner stellaren Bande nun aber auf frischer Tat.

Denn Materie und Energie, welche die erwähnten bipolaren Flügel aus Gas produzieren, kommen offenbar aus drei möglichen Quellen: Abflüsse, die sehr nahe vom Ereignishorizont des schwarzen Lochs abgehen; Winde von massereichen Sternen in der Umlaufbahn um das Loch; oder katastrophale Ereignisse, die mit dem Tod von massereichen Sternen in seiner Nähe zusammenhängen.

Warmes Plasma im Außenbereich der abgebildeten Region

Das Team spürten außerdem die Fingerabdrücke von warmem Plasma in den Außenbereichen der auf den Karten abgebildeten Region auf. Dies deutet darauf hin, dass die Prozesse im Herzen der Milchstraße Auswirkungen haben, die weit über dieses zentrale Gebiet hinausgehen. Das entdeckte Plasma könnte mit einer Art inhomogener Atmosphäre aus heißem Gas zusammenhängen, welche die zentralen Regionen durchdringt und vielleicht durch (kontinuierliche oder episodische) Abflüsse von Masse und Energie aus dem galaktischen Kern gespeist wird.

Ähnliche Strukturen beobachtet man gelegentlich in den Herzen anderer Galaxien. Dank der relativen Nähe des rund 26.000 Lichtjahre entfernten Milchstraßenzentrums können die Karten von XMM-Newton dieses Phänomen jedoch hervorragend im Detail darstellen.

Superblasen im galaktischen Herz

Außerdem entdeckten die Astronomen eine weitere große Störung im galaktischen Herz: Superblasen – riesige Hohlräume mit vielen Lichtjahren Durchmesser aus heißem Plasma, das weiche Röntgenstrahlung aussendet. Eine einzelne solche Region enthält eine Energiemenge von mindestens 1051 erg; das entspricht in etwa der Gesamtenergie der Sonne, die sie im Laufe ihrer zehn Milliarden Jahre währenden Lebensdauer abstrahlt.

Die Daten zeigen, dass diese riesige Struktur in den vergangenen 10.000 Jahren durch starke Winde von den massereichsten Sternen des spektakulären Quintuplet-Sternhaufens und katastrophale Ereignisse wie Explosionen massereicher Sterne geformt wurde. Die Freisetzung von derart großen Mengen an Energie hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Entwicklung der interstellaren Materie im galaktischen Zentrum.

Dank der Röntgenbilder haben die Wissenschaftler jetzt eine viel klarere Vorstellung davon, was in den vergangenen Milliarden Jahren passiert sein dürfte – und wie sich unsere Milchstraße auch in Zukunft weiterentwickeln könnte. Eines ist klar: Die Turbulenz in der Nachbarschaft des galaktischen Zentrums wird zweifellos auch in Zukunft andauern.


Ansprechpartner

Dr. Gabriele Ponti
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching
Telefon: +49 89 30000-3899

E-Mail: ponti@mpe.mpg.de


Dr. Hannelore Hämmerle
Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching
Telefon: +49 89 30000-3980

Fax: +49 89 30000-3569

E-Mail: pr@mpa-garching.mpg.de


Originalpublikation
G. Ponti, M. R. Morris, R. Terrier, F. Haberl, R. Sturm, M. Clavel, S. Soldi, A. Goldwurm, P. Predehl, K. Nandra, G. Belanger, R. S. Warwick und V. Tatischeff

The XMM-Newton view of the central degrees of the MilkyWay

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 20 August 2015

Dr. Gabriele Ponti | Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/9368649/scharzes-loch-milchstrasse-xmm-newton

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Laser-Metronom ermöglicht Rekord-Synchronisation
12.01.2017 | Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie