Die Milchstraße ist unsere Heimatgalaxie, aber wissen wir sie wirklich? Im Rahmen eines von der NASA finanzierten Projekts hat ein Team unter der Leitung von Forschern der Villanova-Universität einen noch nie dagewesenen Blick auf den zentralen Motor im Herzen unserer Galaxie erhalten.
Die neue Karte dieser zentralen Region der Milchstraße, deren Erstellung vier Jahre dauerte, enthüllt die Beziehung zwischen den Magnetfeldern im Herzen unserer Galaxie und den dort lebenden kalten Staubstrukturen. Dieser Staub bildet die Bausteine von Sternen, Planeten und letztendlich dem Leben, wie wir es kennen. Der zentrale Motor der Milchstraße treibt diesen Prozess an.
Das bedeutet, dass ein klareres Bild von Staub und magnetischen Wechselwirkungen ein besseres Verständnis der Milchstraße und unseres Platzes darin ermöglicht. Die Ergebnisse des Teams haben auch Auswirkungen über unsere Galaxie hinaus und bieten Einblicke in die Wechselwirkung von Staub und Magnetfeldern in den zentralen Triebwerken anderer Galaxien.
Verwandt: Woher wissen wir, wie die Milchstraße aussieht?
Zu verstehen, wie Sterne und Galaxien entstehen und sich entwickeln, ist ein wesentlicher Teil der Entstehungsgeschichte des Lebens – doch bisher wurde die Wechselwirkung von Staub und Magnetfeldern in diesem Prozess etwas vernachlässigt, insbesondere innerhalb unserer eigenen Galaxie.
„Das Zentrum der Milchstraße und der größte Teil des Raums zwischen den Sternen sind mit viel Staub gefüllt, der für den Lebenszyklus unserer Galaxie wichtig ist“, sagte David Chuss, Leiter des Forschungsteams und Professor für Physik an der Villanova University, Space . com. „Was wir beobachteten, war das Licht dieser kalten Staubkörner, die von schweren Elementen erzeugt wurden, die zu Sternen geformt und gestreut wurden, wenn diese Sterne sterben und explodieren.“
Ein komplexes Bild der Magnetfelder der Milchstraße
Im Herzen der Milchstraße gibt es eine Region namens zentrale Molekülzone, in der es von etwa 60 Millionen Sonnenmassen Staub wimmelt. Dieses riesige Staubreservoir hat eine Temperatur von etwa minus 432,7 Grad Fahrenheit (minus 258,2 Grad Celsius). Das sind nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt (minus 460 Fahrenheit), der hypothetischen Temperatur, bei der jegliche atomare Bewegung aufhören würde.
Im Herzen der Milchstraße befindet sich außerdem ein heißeres Gas, dem seine Elektronen entzogen wurden oder das „ionisiert“ wurde und das in einem Aggregatzustand vorliegt, der „Plasma“ genannt wird.
„Radiowellenbeobachtungen dieser Region enthalten diese wunderschönen vertikalen Merkmale, die Magnetfelder in der heißen, ionisierten Plasmakomponente des Zentrums der Milchstraße nachzeichnen“, sagte Chuss. „Wir haben versucht zu verstehen, welchen Zusammenhang dies mit der Kaltstaubkomponente hat.
Das Team wollte auch wissen, wie sich dieser kalte Staub mit den Magnetfeldern im Herzen der Milchstraße ausrichtet, was auch die Ausrichtung dieser Magnetfelder verraten würde. Eine solche Ausrichtung wird „Polarisierung“ genannt.
Chuss und seine Kollegen erhielten Gelder von der NASA, um dieses staubige zentrale Gebiet mit dem Stratospheric Observatory for Infrarot Astronomy (SOFIA) zu untersuchen, einem Teleskop, das an Bord einer Boeing 747 in einer Höhe von 45.000 Fuß (13.716 Meter) den Globus umkreiste.
Die Far-Infrared Large-Area Polarimetric CMZ Exploration (FIREPLACE) des Projekts erstellte im Rahmen von neun Flügen eine Infrarotkarte, die etwa 500 Lichtjahre über das Zentrum der Milchstraße erstreckt.
Durch die Messung der Polarisation der Strahlung, die von Staub emittiert wird, der auf Magnetfelder ausgerichtet ist, konnte das Team auf die komplexe Struktur dieser Magnetfelder selbst schließen. Dies wurde dann auf eine dreifarbige Karte gelegt, die den heißen Staub mit einem rosa Farbton und die kalten Staubwolken in Blau zeigte. Das Bild zeigt auch radiowellenemittierende Filamente in Gelb.
„Es ist eine Reise, kein Ziel, aber wir haben herausgefunden, dass es eine sehr komplizierte Sache ist. Die Richtungen des Magnetfelds variieren über die Wolken im Zentrum der Milchstraße“, erklärte Chuss. „Dies ist der erste Schritt, um zu verstehen, wie das Feld, das wir in Radiowellen über diesen großen, organisierten Filamenten sehen, mit der übrigen Dynamik im Zentrum der Milchstraße zusammenhängen kann.“
Chuss erklärte, dass er und das FIREPLACE-Team dieses komplexe Bild magnetischer Felder mit der neuen SOFIA-Karte erwartet hätten; Die Beobachtungen stimmten mit kleineren Infrarot- und Radiobeobachtungen überein, die zuvor im Herzen der Milchstraße gemacht wurden. Was diese neue Karte jedoch wirklich zur Geltung bringt, ist ihr Maßstab. Es gelingt, Regionen aufzudecken, die noch nie zuvor kartiert wurden. Auch die feinen eingewebten Details sind atemberaubend.
ÄHNLICHE BEITRÄGE:
– Neue Karte der Milchstraße enthüllt die großartige Unordnung unserer Galaxie
—Die Milchstraße könnte eine andere Form haben, als wir dachten
– 3,3 Milliarden Objekte der Milchstraße durch kolossale astronomische Studie entdeckt
„Ich denke, wir haben noch viel Arbeit vor uns, um hier endlich zu irgendwelchen Schlussfolgerungen zu gelangen. Eines der Dinge, die mir interessant erscheinen, ist, dass einige Felder in der gleichen Richtung zu sein scheinen wie die Filamente in Radiowellen, und andere …“ „Diese scheinen mit der Richtung des Staubs weiter in der Scheibe übereinzustimmen“, sagte Chuss. „Dies ist ein verlockender Hinweis darauf, dass das großräumige Feld in der Scheibe unserer Galaxie und das vertikale Feld, das wir im Zentrum der Milchstraße beobachtet haben, möglicherweise miteinander verbunden sind.“
Er und sein Team werden die SOFIA-Daten in den nächsten zwei Jahren weiter analysieren und er hofft, dass diese Arbeit Theoretiker dazu inspirieren wird, neue Modelle zu entwickeln, um zu erklären, was im Herzen unserer Galaxie passiert.
Eine Vorabdruckversion der SOFIA-Daten wird im arXiv-Papierrepository veröffentlicht.