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GALAXIENZENTRUM
Gaswolke als kosmischer Wetterballon
Redaktion / Pressemitteilung der Universität Heidelberg
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16. Oktober 2013

Mithilfe einer Dunkelwolke, die als eine Art kosmischer Wetterballon diente, haben Astronomen jetzt versucht, Daten über das Strahlungsfeld im Zentrum der Milchstraße zu gewinnen. Umfangreiche Simulationen ergaben, dass die Strahlung dort etwa 1.000-mal stärker sein muss als in der Region, in der sich unser Sonnensystem befindet.

G0.253+0.016

Die Dunkelwolke G0.253+0.016 in der Nähe des galaktischen Zentrum in einer Aufnahme des Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer. Sie erstreckt sich über 30 Lichtjahre. Bild: NASA / Spitzer / Benjamin et al., Churchwell et al.

 Das Zentrum unserer Heimatgalaxie, da sind sich die Astrophysiker des Sonderforschungsbereich "Das Milchstraßensystem" an der Universität Heidelberg einig, ist ein sehr unwirtlicher Ort. Es herrschen dort "Wetterbedingungen", die sich auf der Erde am ehesten mit dem stürmischen Kap Horn vergleichen lassen. Ein Schwarzes Loch sowie sehr heiße oder explodierende Sterne sorgen für einen intensiven "Strahlungswind", während sich unsere Sonne im Randbereich der Milchstraße quasi an der italienischen Riviera der Galaxie befindet.

"Um im Bild zu bleiben: An einem Ort mit derart extremen Bedingungen würde niemand eine 'Ferienanlage' errichten", meint Dr. Paul Clark vom Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg (ZAH). "Dennoch lassen sich dort durchaus 'Bauaktivitäten' feststellen: In der Nähe des galaktischen Zentrums existieren Gaswolken, in denen sich gerade junge Sterne bilden".

Eine besonders dichte Gaswolke mit der Bezeichnung G0.253+0.016 haben Clark und seine Kollegen jetzt genauer untersucht. Die Wolke war Astronomen bereits vorher aufgefallen, weil sich in ihr trotz einer beachtlichen Dichte deutlich weniger Sterne bilden, als man eigentlich erwarten würde - insbesondere entstehen hier keine massereichen Exemplare.

Sternentstehung ist generell ein Wechselspiel von zwei Kräften: Unter dem Einfluss der Gravitation zieht sich interstellares Gas zusammen, während der innere Druck des Gases der Verdichtung entgegenwirkt. "Nahe am galaktischen Zentrum ist dieses Gas durch die Stärke des Strahlungsfeldes stärker aufgeheizt als in den Randbereichen der Galaxie, so dass die Bildung von Sternen im Zentrum der Milchstraße vermutlich anders abläuft, als wir es bislang von den Randbereichen kennen", so Clark.

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Um die Vorgänge im Zentrum der Milchstraße besser verstehen zu können, müssen die dort herrschenden "Wetterbedingungen" - in diesem Fall die Stärke des Strahlungsfeldes - genauer bestimmt werden. Die Wissenschaftler nutzten dazu G0.253+0.016 als eine Art "kosmischen Wetterballon". Wegen der nahezu fehlenden Sternentstehung eignete sich die Wolke für diesen Zweck deutlich besser als andere Gaswolken in der Region. Die Temperatur der Gaswolke konnte mit Hilfe von Beobachtungen ermittelt werden. Die Daten dienten als Basis, um die Temperatur von G0.253+0.016 in Abhängigkeit zum Strahlungsfeld zu berechnen.

Die Heidelberger Astrophysiker variierten dabei die mögliche Stärke dieses Feldes so lange, bis das Ergebnis der Berechnungen mit den realen Temperaturmessungen übereinstimmte. Bei diesen Simulationen kam der in Jülich stationierte Supercomputer "Milky Way", der für Projekte des Sonderforschungsbereichs genutzt wird, zum Einsatz.

Die Computersimulationen haben ergeben, dass das Strahlungsfeld im Zentrum der Milchstraße 1.000-mal stärker sein muss als in der Umgebung unserer Sonne, die sich etwa 25.000 Lichtjahre entfernt am Rand der Galaxie befindet. Die Heidelberger Astrophysiker gehen davon aus, dass unter diesen extremen Bedingungen in der Gaswolke wesentlich weniger Kohlenstoffmonoxid (CO) entsteht als üblich.

"Kohlenstoffmonoxid spielt eine wesentliche Rolle in den meisten Regionen, in denen Sterne entstehen, da es dazu beiträgt, die Temperatur der Wolke zu regulieren. Der geringere Gehalt an CO in den Wolken des galaktischen Zentrums hat erhebliche Auswirkungen auf ihre Entwicklung", erläutert Clark. Weitere Untersuchungen an dem "kosmischen Wetterballon" sollen dazu beitragen, den Prozess der Sternentstehung im Zentrum der Milchstraße noch besser zu verstehen.

Ihre Resultate veröffentlichen die Wissenschaftler in einem Fachartikel in der Zeitschrift The Astrophysical Journal Letters.

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siehe auch
Herschel: Heißes Gas um das zentrale Schwarze Loch - 7. Mai 2013
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