(NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; NRF/SARAO/MeerKAT) Das Zentrum der Milchstraße ist ein seltsamer und wilder Ort.
Dort wohnt unser galaktischer Kern – ein Supermassereicher schwarzes Loch 4 Millionen Mal so groß wie die Masse der Sonne, ein Biest namens Sgr A*. Es handelt sich wahrscheinlich um die extremste Umgebung in unserer Galaxie, die von den Gravitations- und Magnetfeldern von Sgr A* dominiert wird.
Es ist auch sehr schwer zu erkennen, obwohl es nur so ist 25.800 Lichtjahre entfernt : Die Region ist von dicken Staub- und Gaswolken umgeben, die einige Lichtwellenlängen verdecken. Aber wenn wir Technologie nutzen, um unsere Sicht auf unsichtbare Wellenlängen zu optimieren, die über die begrenzten Möglichkeiten unserer Augen hinausgehen, können wir beginnen, einige der seltsamen Prozesse zu erkennen, die darin ablaufen.
Mithilfe des leistungsstarken Weltraumteleskops Chandra X-ray Observatory und des MeerKAT-Radioteleskops haben uns Astronomen einen solchen Ausblick ermöglicht. Sie haben diese Bilder zu einem Panoramamosaik kombiniert, das überhitzte Gasfäden und Magnetfelder in „ beispiellos ' Detail.
Und in einer neuen Arbeit hat der Astronom Daniel Wang von der University of Massachusetts Amherst diese Merkmale ausführlich beschrieben – darunter einen besonders faszinierenden Faden, der sowohl im Röntgen- als auch im Radiowellenlängenbereich hell leuchtet und miteinander verflochten ist.
„Dieser Thread enthüllt ein neues Phänomen“ sagte Wang . „Dies ist ein Beweis für ein anhaltendes Magnetfeld-Wiederverbindungsereignis.“
(NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; NRF/SARAO/MeerKAT)
Das gesamte Bild ist faszinierend. Röntgenstrahlung wird in Orange, Grün, Blau und Lila dargestellt, was unterschiedliche Energien darstellt, und die Radiowellenlängen in Grau und Lila. Über und unter der galaktischen Ebene erstrecken sich zwei riesige Gaswolken über 700 Lichtjahre.
Die südliche scheint mit der riesigen Radioblase verbunden zu sein erst 2019 entdeckt , vermutlich das Ergebnis der jüngsten Aktivitäten von Sgr A* (nicht zu verwechseln mit dem viel größeren). Fermi-Blasen oder eROSITA-Blasen ).
Im Südlappen erscheint der faszinierende Gasfaden mit der Bezeichnung G0.17-0.41 – eine lange, schlanke Struktur von 20 Lichtjahren Länge, aber nur 0,2 Lichtjahren Breite.
Die Röntgenstrahlung ist in einem Radiofilament eingebettet, und ihr Profil lässt darauf schließen, dass es sich beim Radiofilament um ein Magnetfeld handelt. Die Form und die spektralen Eigenschaften dieser assoziierten Elemente legen nahe, dass der Faden das Ergebnis einer magnetischen Wiederverbindung ist – ein heftiges Ereignis, das auftritt, wenn in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtete Magnetfeldlinien kollidieren, auseinanderbrechen und sich wieder verbinden.
G0,17-0,41. (NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; NRF/SARAO/MeerKAT)
Bei diesem Prozess, der das Magnetfeld neu ordnet, wird magnetische Energie in kinetische Energie und Wärme umgewandelt. Normalerweise ist dieser Prozess jedoch nicht energiereich genug, um Röntgenstrahlen zu erzeugen – aber die Magnetfelder im galaktischen Zentrum sind viel stärker.
Die Lage der Filamente an den Rändern der Blasen deutet darauf hin, dass die magnetische Wiederverbindung durch Kollisionen zwischen Gaswolken ausgelöst werden könnte. Wenn Material vom Ausbruch im galaktischen Zentrum weggedrückt wird, kollidiert es mit Gas im interstellaren Medium, was wiederum die Wiederverbindung auslöst.
Dies könnte teilweise für die Erwärmung des Gases in der Region verantwortlich sein und lässt einige interessante Implikationen zu. Da die meisten Wiederverbindungsereignisse zu schwach oder im Röntgenlicht zu diffus sind, um mit unseren aktuellen Methoden entdeckt zu werden, ist es wahrscheinlich, dass G0,17-0,41 „nur die Spitze des Wiederverbindungseisbergs im galaktischen Zentrum“ darstellt. Wang schrieb in seiner Arbeit .
Da Wiederverbindungsereignisse möglicherweise eine Rolle bei der Erwärmung des interstellaren Plasmas, der Beschleunigung der kosmischen Strahlung, interstellaren Turbulenzen und der Bildung interstellarer Strukturen spielen, glaubt er, dass Filamente wie G0.17-0.41 ein hervorragendes Labor für das Verständnis der Physik der interstellaren magnetischen Wiederverbindung sein könnten .
„Das galaktische Zentrum ist ein wirklich komplexes System, das nicht nur das Zusammenspiel verschiedener stellarer und interstellarer Komponenten sowie Sgr A* beinhaltet, sondern auch Zu- und Abflüsse, mehrere Energiequellen sowie Heiz- und Kühlmechanismen.“ er schrieb .
„Eine umfassende Untersuchung des galaktischen Zentrums mit dieser Komplexität erfordert wirklich einen Ansatz mit mehreren Wellenlängen, zusammen mit speziellen theoretischen und Computersimulationen.“ Letztendlich wird uns das, was wir aus dem GC-Ökosystem und seiner Verbindung zu größeren Strukturen lernen, Einblicke in die Funktionsweise ähnlicher extremer Regionen in anderen Galaxien geben.“
Die Forschung wurde im veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society .