Bildnachweis: Hubble
Astronomen wissen seit fast einem Jahrhundert, dass Galaxien verschiedene Inseln von Sternen sind, die im Weltraum voneinander schweben. Forscher der University of Maryland untersuchten galaktische Winde sowohl im sichtbaren als auch im Röntgenlicht um 10 Galaxien und fanden heraus, dass sie häufig einen Bereich füllen können, der größer ist als die Galaxie selbst. Es wird angenommen, dass dieser Wind von Sternen kommt und aktiv schwarze Löcher füttert.
Es war der englische Prediger und Dichter John Donne aus dem 17. Jahrhundert, der die unsterblichen Zeilen schrieb: „Kein Mensch ist eine Insel für sich; Jeder Mann ist ein Stück des Kontinents, ein Teil des Mains. “
Heute haben Astronomen festgestellt, dass wir auch nicht in einem „Inseluniversum“ leben - einem Universum, in dem die riesigen Agglomerationen von Gas und Sternen, die als Galaxien bekannt sind, völlig unabhängig vom Einfluss benachbarter Galaxien und ihrer Umgebung sind. Sylvain Veilleux, ein Astronom an der University of Maryland, und seine Kollegen haben wichtige neue Beweise gefunden, um die Verbundenheit von Galaxien in Form von unerwartet großen „galaktischen Winden“ zu unterstützen, die von Galaxien abblasen und ihre Umgebung auf weit entfernte Entfernungen verändern als bisher gedacht. Galaktische Winde sind die Ströme geladener Teilchen, die von Galaxien abblasen.
"Wir sehen, dass diese galaktischen Winde in sehr großem Maßstab von Galaxien abblasen", sagte Veilleux. "Wir haben diese Winde sowohl im sichtbaren Licht als auch im Röntgenlicht auf Skalen erfasst, die manchmal viel größer sind als die Galaxien selbst." Die Ergebnisse werden in der November 2003-Ausgabe des Astronomical Journal, Vol. 3, veröffentlicht. 126 Nr. 5 (http://www.journals.uchicago.edu/AJ/journal/issues/v126n5/203224/203224.html). Die Kollegen von Veilleux in dieser Studie waren David S. Rupke, ein Doktorand der Physik an der University of Maryland, Patrick L. Shopbell vom California Institute of Technology, Jonathan Bland-Hawthorn vom Anglo-Australian Observatory in Australien und Gerald N. Cecil von der University of North Carolina in Chapel Hill.
Basierend auf Daten des Chandra-Röntgenobservatoriums, des anglo-australischen Observatoriums in der Nähe von Coonabarabran in Australien und des William Herschel-Teleskops auf La Palma auf den Kanarischen Inseln sagte Veilleux, dass diese Ergebnisse wichtige Konsequenzen für die Entwicklung von Galaxien und ihrer Umwelt haben . Veilleux und seine Kollegen untersuchten die galaktischen Winde um 10 Galaxien. Die Galaxien befinden sich zwischen 20 und 900 Millionen Lichtjahren von der Erde entfernt in verschiedenen Galaxienhaufen und keine in der lokalen Gruppe unserer Milchstraßengalaxie. Veilleux, der derzeit am California Institute of Technology ein Sabbatjahr absolviert, glaubt jedoch, dass die Ergebnisse auch für den galaktischen Wind der Milchstraße gelten. Galaktische Winde entstehen aus zwei Quellen: Sternen und aktiv fütternden (akkretierenden) riesigen Schwarzen Löchern, die in den Zentren der meisten Galaxien lauern. Im ersten Fall, so Veilleux, werden die Winde hauptsächlich durch eine Kombination der Sternwinde erzeugt, die in ihrer Jugend massive Sterne abblasen, und durch die als Supernovae bekannten Titanexplosionen, die ihren Tod markieren. Winde, die von diesen Sternen erzeugt werden, werden als "Starburst-getrieben" bezeichnet. Starbursts sind Perioden, in denen eine große Anzahl massereicher Sterne erzeugt wird. Diese Perioden der Sternentstehung erzeugen wiederum starke Sternwinde. Diese massiven Sterne sterben schließlich als Supernova. Im zweiten Fall, sagte er, erzeugen enorme (supermassive) und aktive Schwarze Löcher, die in den Herzen ihrer Wirtsgalaxien lauern, galaktische Winde. "Ein" aktives "Schwarzes Loch ist ein Loch, das eine erhebliche Menge des ihm zur Verfügung stehenden Materials ansammelt oder anzieht", sagte Veilleux. "Solche Schwarzen Löcher werden als" aktive galaktische Kerne "oder AGN bezeichnet, und die Winde, die sie erzeugen, werden als AGN-angetrieben bezeichnet."
Das zentrale Schwarze Loch der Milchstraße ist ein inaktives oder ruhendes Schwarzes Loch, einfach weil nicht viel Material in seiner Nähe verfügbar ist, um sich anzureichern. Messung des galaktischen Windes Veilleux sagte, dass Astronomen in der Lage sind, galaktische Winde aufgrund der Energie zu erfassen, die abgegeben wird, wenn Teilchen, aus denen der Wind besteht, mit anderen Teilchen kollidieren. "Wir können diese galaktischen Winde erkennen, weil Kollisionen zwischen den geladenen Teilchen elektromagnetische Energieemissionen in Form von Röntgenstrahlen, sichtbarem Licht und Radiowellen erzeugen", erklärte er. „Diese Emissionen sind in den Regionen um die Galaxien nicht einheitlich. Sie sind eher klumpig und am bemerkenswertesten in den Regionen, in denen heißes Gas im Wind mit kälterem Material aus den Galaxien selbst oder aus dem intergalaktischen Medium kollidiert. “ Das Ergebnis sind Emissionsfilamente, die Galaxien in unregelmäßigen blasenförmigen Regionen bis zu mindestens 65.000 Lichtjahren von den Galaxienzentren umgeben. Veilleux und seine Kollegen verglichen vorhandene Chandra-Röntgendaten mit neuen bodengestützten Beobachtungen, die mit einem speziellen abstimmbaren Filter am anglo-australischen Teleskop erhalten wurden, mit dem optische Emissionen bis zu beispiellosen Helligkeitsstufen erfasst werden konnten. Sie fanden, dass die klumpigen Filamente ziemlich gut korrelierten. Dies deutet darauf hin, dass galaktische Winde tatsächlich die umgebende intergalaktische Umgebung in bisher unbekannten Entfernungen beeinflussen. Eine Rolle in den Evolutionsgalaxien? "Wir haben festgestellt, dass diese Winde eine sehr große Einflusszone haben und wahrscheinlich einen starken Einfluss nicht nur auf die Wirtsgalaxie haben, sondern auch auf Skalen von mehr als 65.000 Lichtjahren, möglicherweise weit in das intergalaktische Medium hinein", sagte Veilleux.
Veilleux sagte, dass die Ergebnisse bedeuten, dass jedes umfassende Verständnis der langfristigen Galaxienentwicklung den Fluss von gasförmigem Material aus der Galaxie und zurück in die Galaxie berücksichtigen muss.
„Galaktische Winde bewegen sich mit einer Geschwindigkeit zwischen 300 und 3000 Kilometern pro Sekunde. Wenn sie nicht genug Geschwindigkeit haben, um der Anziehungskraft der Galaxie vollständig zu entkommen, bedeutet dies, dass das Material in ihnen wieder auf den galaktischen Lichthof und sogar auf die Scheibe regnen würde ," er sagte. Veilleux erklärte, dass ein solcher „Regen“ zur Wiederanreicherung der Wirtsgalaxie selbst beitragen würde und auf diese Weise die massereicheren Galaxien in der Lage sein würden, ihre schwereren Metalle (die von massiven Sternen während ihres Lebens und Todes in geschmiedeten) zu behalten Supernovae). "Das gesamte Problem des Rückflusses von warmem Gas in Galaxien ist sehr wichtig, um die Geschwindigkeit zu verstehen, mit der sich neue Sterne bilden." In Bezug auf die Auswirkungen auf die Milchstraße sagte Veilleux, dass die Ergebnisse für diese weit entfernten Galaxien darauf hindeuten, dass unsere Galaxie einen eigenen galaktischen Wind hat, der großflächige Materialblasen um sie herum erzeugt. Frühere Ergebnisse für die Milchstraße haben direkte Hinweise auf einen Wind im galaktischen Maßstab bei verschiedenen Wellenlängen gezeigt. Es ist unklar, ob der Wind der Milchstraße mit der nahe gelegenen Schützenzwerggalaxie interagiert, von der Astronomen entdeckt haben, dass sie durch Gezeitenkräfte (Gravitationskräfte) in unsere Galaxie aufgenommen wird. Die Ergebnisse von Veilleux haben jedoch gezeigt, dass Galaxien tatsächlich auf wichtige Weise mit ihrer Umgebung interagieren. "Aufgrund solcher Erkenntnisse wissen wir jetzt, dass die Ansicht der geschlossenen Box oder des Inseluniversums nicht wahr ist", sagte er.
Ursprüngliche Quelle: University of Maryland
