Ein noch nie dagewesenes neues Panorama des Zentrums unserer Milchstraße – es zeigt magnetische Filamente, die den erstaunlichen galaktischen Wandteppich weben

• Ein neues Panorama bietet einen noch nie dagewesenen Blick auf Röntgenstrahlen oberhalb und unterhalb des Zentrums Milchstraße.
• Diese neue Durchmusterung baut auf früheren Chandra-Beobachtungen auf und vereint 370 separate Teleskoppunkte.
• In diesem Hauptbild wurden verschiedene Röntgenbänder von Chandra (orange, grün, lila) mit Radiodaten (grau) kombiniert.
• Diese neuen Daten zeigen überhitzte Gasfäden und Magnetfelder in der Nähe des Zentrums der Milchstraße.

Stränge aus extrem heißen Gasen und Magnetfeldern weben einen Energieteppich in das Zentrum der Milchstraße. Ein neues Bild dieses neuen kosmischen Meisterwerks wurde mit einem riesigen Datenmosaik von erstellt NASAChandra X-ray Observatory und MeerKAT-Radioteleskop in Südafrika.

Das neue Panorama des Galaktischen Zentrums baut auf früheren Durchmusterungen von Chandra und anderen Teleskopen auf. Diese neueste Version erweitert Chandras leistungsstarke Sicht über und unter die galaktische Ebene – die Scheibe, in der sich die meisten Sterne der Galaxie befinden – im Vergleich zu früheren Bildgebungskampagnen. In dem in unserer Hauptgrafik gezeigten Bild sind Röntgenstrahlen von Chandra in Orange, Grün, Blau und Violett, verschiedene Röntgenstrahlenenergien und Radiodaten von MeerKAT in Violett und Grau dargestellt. Die Hauptmerkmale des Fotos sind unten in einer untertitelten Version dargestellt.

Diese Version des Bildes hebt mehrere Schlüsselmerkmale dieser neuen Vermessung des Galaktischen Zentrums hervor. Die Filamente sind im Bild mit roten Rechtecken markiert, während die Röntgenstrahlen vom Staub um helle Röntgenquellen (grüne Kreise) reflektiert werden, Bogen A*. In violetten Kreisen und Ovalen sind Gruppen von Bögen und Fünfecken identifiziert, DB00-58 und DB00-6, 1E 1743.1-28.43, Kaltgaswolke und Bogen C. Bildnachweis: Röntgen: NASA/CXC/UMass/QD Wang; Funk: NRF / SARAO / MeerKAT

Ein Filament ist besonders interessant, weil es verschränkte Röntgen- und Radioemissionen enthält. Es zeigt senkrecht zur galaktischen Ebene und ist etwa 20 Lichtjahre lang, aber nicht breiter als ein Hundertstel dieser Größe.

Eine neue Studie der Röntgen- und Radioeigenschaften dieses Filaments von Q. Daniel Wang von der University of Massachusetts in Amherst zeigt, dass diese Merkmale durch dünne Magnetfeldstreifen miteinander verbunden sind. Dies ist vergleichbar mit dem, was in einem zuvor untersuchten Thema beobachtet wurde. (Beide Stränge sind im Bild mit roten Rechtecken markiert. Das neu untersuchte Rechteck unten links, G0.17-0.41, ist sehr weit von der galaktischen Ebene entfernt.) Diese Streifen können sich gebildet haben, wenn sich Magnetfelder in verschiedene Kollisionsrichtungen ausrichten und zu . werden in einem Prozess namens magnetische Wiederverbindung umeinander verdreht. Dies ähnelt dem Phänomen, das energiereiche Teilchen von der Sonne wegdrückt und für das Weltraumwetter verantwortlich ist, das manchmal die Erde beeinflusst.

Eine detaillierte Untersuchung dieser Hinweise lehrt uns mehr über das galaktische Weltraumwetter, das Astronomen in der gesamten Region beobachtet haben. Dieses Wetter wird von volatilen Phänomenen wie Supernova-Explosionen, konvergierenden Sternen, die heiße Gase ausstoßen, und Materieexplosionen aus Regionen in der Nähe von Sagittarius A*, der supermassiven Masse unserer Galaxie, angetrieben. Schwarzes Loch.

Im Hauptbild sind auch Röntgenstrahlen angezeigt, die von Staub um helle Röntgenquellen (grüne Kreise) herum reflektiert werden, Bogen A*, und in violetten Kreisen und Ovalen, Bögen und Fünfecken, DB00-58 und DB00-6, 1E 1743.1- 28.43, Wolke Kaltes Gas und Lichtbogen C.

Die Bilder zeigen einzelne Farben (Breitband), mit Chandra-Röntgendaten in Pink und Daten von MeerKat Radio, einem Radioteleskop in Südafrika, in Blau. Bildnachweis: Röntgen: NASA / CXC / UMass / QD Wang; Funk: NRF / SARAO / MeerKAT

Neben den Spuren enthüllt das neue Panorama weitere Wunder im Zentrum der Galaxie. Wangs Aufsatz berichtet beispielsweise, dass es große heiße Gaswolken gibt, die sich über und unter der Oberfläche der Galaxie über etwa 700 Lichtjahre erstrecken und hier detaillierter als je zuvor zu sehen sind. (Sie sind viel kleiner als die Fermi-Blasen, die sich etwa 25.000 Lichtjahre über und unter die galaktische Ebene erstrecken.) Diese Plumes können galaktische Ausflüsse darstellen, ähnlich wie sich Partikel von der Sonne wegbewegen. Das Gas wird wahrscheinlich durch Supernova-Explosionen und die vielen jüngsten magnetischen Wiederverbindungen, die in der Nähe des galaktischen Zentrums auftreten, erhitzt. Diese Wiederverbindungsereignisse in der Galaxie sind normalerweise inaktiv genug, um in Röntgenstrahlen nachgewiesen zu werden, mit Ausnahme der energiereichsten Ereignisse im galaktischen Zentrum, wo das interstellare Magnetfeld viel stärker ist.

Magnetische Wiederverbindungsereignisse können eine wichtige Rolle bei der Erwärmung des interstellaren Gases (interstellaren Mediums) spielen. Dieser Prozess kann auch für die Beschleunigung von Teilchen verantwortlich sein, um kosmische Strahlung zu erzeugen, wie sie auf der Erde beobachtet wird, und für Turbulenzen im interstellaren Medium, die zu neuen Generationen der Sternengeburt führen.

Das Bild zeigt, dass magnetische Filamente eher an den äußeren Grenzen großer Heißgassäulen auftreten. Dies deutet darauf hin, dass das Gas in den Plumes Magnetfelder antreibt, die kollidieren, um die Filamente zu bilden.

Röntgen- und Radiobild von G0.17-0.41. Bildnachweis: Röntgen: NASA / CXC / UMass / QD Wang; Funk: NRF / SARAO / MeerKAT

Ein Artikel von Wang, der diese Ergebnisse beschreibt, erscheint in der Juni-Ausgabe von Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society. Das Marshall Space Flight Center der NASA verwaltet das Chandra-Programm. Das Chandra X-ray Center des Smithsonian Astrophysical Observatory kontrolliert die Wissenschaft von Cambridge, Massachusetts, und den Flugbetrieb von Burlington, Massachusetts.

Referenz: „Chandra-weite Kartierung des galaktischen Zentrums: Untersuchung hochenergetischer Strukturen um die zentrale molekulare Region“ von Q. Daniel Wang, Akzeptiert, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
arXiv: 2010.02932