science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Gigantische röntgenschoorstenen zijn uitlaatopeningen voor enorme energieën die worden geproduceerd in het Melkwegcentrum

Galactische schoorstenen (geeloranje gebieden) zijn gecentreerd op het superzware zwarte gat in het centrum van onze melkweg. (Dit is een afbeelding in valse kleuren; witte vlekken geven plekken aan die niets met elkaar te maken hebben, heldere röntgenbronnen zijn uit de afbeelding verwijderd.) Credit:Gabriele Ponti/MPE/INAF en Mark Morris/UCLA

Het centrum van onze melkweg is een razernij van activiteit. Een gigantisch zwart gat - 4 miljoen keer zo zwaar als de zon - straalt energie uit terwijl het interstellair afval eet, terwijl naburige sterren tot leven komen en vervolgens exploderen.

Nutsvoorzieningen, een internationaal team van astronomen heeft twee uitlaatkanalen ontdekt - "galactische centrumschoorstenen" genoemd - die materie en energie weg lijken te leiden van het kosmische vuurwerk in het centrum van de Melkweg, ongeveer 28, 000 lichtjaar van de aarde.

Mark Morris, een UCLA hoogleraar astronomie en astrofysica, bijgedragen aan het onderzoek, die op 21 maart in het tijdschrift wordt gepubliceerd Natuur .

"We veronderstellen dat deze schoorstenen uitlaatopeningen zijn voor alle energie die vrijkomt in het centrum van de melkweg, ' zei Morris.

Alle sterrenstelsels zijn gigantische stervormende fabrieken, maar hun productiviteit kan sterk variëren - van het ene sterrenstelsel tot het andere en zelfs in de loop van de levensduur van elk sterrenstelsel. Een mechanisme om de snelheid van de sterproductie af te remmen, is de fontein van materie en energie die wordt opgezweept door het zware zwarte gat dat zich in het centrum van een melkwegstelsel schuilhoudt.

"Stervorming bepaalt het karakter van een sterrenstelsel, "Zei Morris. "En dat is iets waar we om geven omdat sterren de zware elementen produceren waaruit planeten - en leven - worden gemaakt."

Om beter te begrijpen wat er van die uitstroom van energie wordt, Morris en zijn collega's wezen op de XMM-Newton-satelliet van de European Space Agency, die kosmische röntgenstraling detecteert, richting het centrum van de Melkweg. Omdat röntgenstraling wordt uitgezonden door extreem heet gas, ze zijn vooral handig voor het in kaart brengen van energetische omgevingen in de ruimte.

In beelden die ze verzamelden van 2016 tot 2018 en in 2012, de onderzoekers vonden twee pluimen van röntgenstralen - de galactische centrale schoorstenen - die zich in tegengestelde richtingen uitstrekken vanuit het centrale centrum van de melkweg. Elke pluim ontstaat binnen ongeveer 160 lichtjaar van het superzware zwarte gat en beslaat meer dan 500 lichtjaar.

De schoorstenen sluiten aan op twee gigantische structuren die bekend staan ​​als de Fermi-bellen, holten uitgehouwen uit het gas dat de melkweg omhult. de bubbels, die zijn gevuld met deeltjes met hoge snelheid, schrijlings op het centrum van de melkweg en strekken zich uit voor 25, 000 lichtjaar in beide richtingen. Sommige astronomen vermoeden dat de Fermi-bellen overblijfselen zijn van enorme uitbarstingen van het superzware zwarte gat, terwijl anderen denken dat de bellen worden uitgeblazen door hordes pasgeboren sterren. Hoe dan ook, de schoorstenen kunnen de leidingen zijn waardoor deeltjes met hoge snelheid daar komen.

Als we begrijpen hoe energie zich een weg baant van het centrum van een melkwegstelsel naar zijn buitenste grenzen, zou dit inzicht kunnen verschaffen in waarom sommige sterrenstelsels barsten van stervorming terwijl andere slapend zijn.

"In extreme gevallen, die fontein van energie kan stervorming in de melkweg activeren of stoppen, ' zei Morris.

Onze melkweg is niet zo extreem - andere melkwegstelsels hebben fonteinen die worden aangedreven door centrale zwarte gaten die duizend keer meer wegen dan de onze - maar het centrum van de Melkweg biedt een close-up van wat er zou kunnen gebeuren in melkwegstelsels die meer energetisch zijn.

"We weten dat uitstromingen en winden van materiaal en energie die uit een melkwegstelsel komen, cruciaal zijn bij het vormgeven en veranderen van de vorm van dat melkwegstelsel in de loop van de tijd - ze zijn belangrijke spelers in hoe sterrenstelsels, en andere constructies, vormen en evolueren door de kosmos, " zei hoofdauteur Gabriele Ponti van het Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Garching, Duitsland. "Gelukkig, onze melkweg geeft ons een nabijgelegen laboratorium om dit in detail te onderzoeken, en onderzoeken hoe materiaal uitstroomt in de ruimte om ons heen."

Morris zei dat de centra van de dichtstbijzijnde sterrenstelsels honderden tot duizenden keren verder weg zijn dan de onze. "De hoeveelheid energie die uit het centrum van onze melkweg komt, is beperkt, maar het is echt een goed voorbeeld van een galactisch centrum dat we kunnen observeren en proberen te begrijpen, " hij zei.