17 juni 2019

Röntgenstructuren verbinden centrum Melkweg met Fermi-bellen

Een team van astronomen van UCLA heeft met behulp van ESA’s röntgen telescoop de XMM-Newton twee kolossale enigszins op schoorsteen lijkende regionen in de Melkweg ontdekt waardoor enorme hoeveelheden energie, gas en materie naar de intergalactische ruimte weggesluisd wordt. Zwarte gaten – vooral de superzware variëteit zoals Sagittarius A* in het hart van de Melkweg –  verzwelgen niet alles wat hun pad kruist. Een deel van gas, stof en materie wordt door het gat uitgestoten met als gevolg dat het centrum van de Melkweg een zeer turbulent gebied is. Maar al dat gas en stof blijft daar niet rondhangen en inmiddels weten de onderzoekers waar het naartoe gaat. De nieuwe studie ontdekte twee gigantische kanalen van hete materie die van Sagittarius A* wegvloeien en geladen deeltjes van het centrum van de Melkweg naar hun buitengebieden dragen, als ware het de uitlaatpijpen van het melkwegstelsel.

Artistieke impressie van twee ‘schoorstenen’ die energetische deeltjes vanuit het centrum van de Melkweg uitstoten naar twee grote Fermi bellen die in de buitenregionen gevonden zijn. Credit: ESA/XMM-Newton / G. Ponti e.a. 2019 / ESA / Gaia / DPAC

De Melkweg als min of meer een platte schijf voorstellend, strekken deze twee ‘schoorstenen’ zich uit van boven en van onderen, elk meer dan 500 lichtjaar lang. Ze lijken zich te verbinden met twee enorme holten of bellen die zich boven en onder de Melkweg bevinden en die hoge energie deeltjes bevatten die het gas dat anders de Melkweg omringt hebben weggeblazen. Deze bellen, die zich uitstreken tot  zo een 25.000 lichtjaar, werden in 2010 ontdekt door de Fermi Gamma-ray Space Telescope van NASA, maar tot nu toe was het niet helemaal bekend waar de geladen deeltjes vandaan kwamen. De ontdekking van de schoorstenen helpt die leegte te vullen, onthullend dat de deeltjes hun oorsprong vonden in het centrum van de Melkweg. De ‘schoorstenen’ werden ontdekt toen een internationaal team van astronomen van de Universiteit van Californië, Los Angeles, het pad van de Melkweg in röntgenstralen in kaart brachten met behulp van de XMM-Newton-telescoop. Door afbeeldingen van de regio in 2012 en vervolgens opnieuw tussen 2016 en 2018 te bekijken, werden ze ontdekt door hun heldere röntgenstraling.

Melkweg centrum door rontgenstrucutren verbonden met Fermi-bubbels credits; New Atlas / UCLA / ESA

(Kaart foto hierboven) Op een schaal van rond de 15 parsec ( 1 parsec is 3,26 lichtjaar) heeft het Melkweg centrum bipolaire lobben die kunnen worden gezien in zowel de röntgen- als radio golflengten van het spectrum wat wijst op brede uitstromen vanuit het centrum, loodrecht op het galactische vlak gericht. Op grotere schalen, rond de 25.000 lichtjaar, die de grootte van de Melkweg zelf naderen, hebben gamma observaties de zogenaamde ‘Fermi-bubbels’ onthuld, wat impliceert dat ons galactisch centrum een periode van actieve energie vrijgave heeft gehad die heeft geleid tot de productie van relativistische deeltjes die nu de enorme holtes aan beide zijden van het galactische vlak vullen. Röntgenfoto’s van de ROSAT all-sky survey toonden dat de randen van deze holtes dicht bij het galactische vlak helder zijn in X-rays. Op tussenliggende schalen (ongeveer 150 parsecs) heeft men de galactische centrumkwab waargenomen, een schijnbare bubbel van emissie alleen gezien op positieve galactische breedten maar opnieuw indicatief voor energie-injectie van nabij het galactisch centrum. Röntgenstructuren of ‘schoorstenen’ op deze tussenliggende schalen (honderden parsecs) boven en onder het vlak, verbinden het galactisch centrum met de Fermi-bellen.

“Dit uitstekende resultaat van XMM-Newton geeft ons een ongekend beeld van wat er echt gebeurt in de kern van de Melkweg en presenteert de meest uitgebreide röntgenkaart die ooit in de hele centrale regio is gemaakt”, zegt Norbert Schartel, XMM-Newton projectwetenschapper. Dit mechanisme kan helpen de vorming en evolutie van onze eigen Melkweg en anderen beter te begrijpen. De Melkweg wordt meestal als relatief kalm beschouwd, deze uitstromingen zouden dus overblijfselen kunnen zijn uit lang vervlogen tijden waarin het veel actiever was of het kan betekenen dat dat zelfs ogenschijnlijk kalme sterrenstelsels energiek kunnen zijn. “We weten dat uitstromende winden van materiaal en energie uit sterrenstelsels cruciaal zijn in het vormgeven van deze structuren in de loop van de tijd – alsmede hoe ze zich verder evolueren door de kosmos.” aldus Gabriele Ponti, eerste auteur van de studie getiteld ‘An X-ray chimney extending hundreds of parsecs above and below the Galactic Centre‘* en op 20 maart j.l. gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Nature. “Gelukkig geeft ons sterrenstelsel ons een laboratorium in de buurt om dit in detail te onderzoeken en te zien hoe het materiaal de ruimte om ons heen in stroomt.” Bronnen; New Atlas / UCLA / ESA
 
 

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.