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MILCHSTRASSE
Aktivitätsausbruch vor sechs Millionen Jahren
von Stefan Deiters
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31. August 2016

Das Zentrum der Milchstraße ist heute ein vergleichsweise ruhiger Ort: Das supermassereiche Schwarze Loch verschlingt nur hin und wieder kleinere Mengen an Wasserstoffgas. Das war allerdings früher einmal anders: Vor rund sechs Millionen Jahren etwa muss sie deutlich aktiver gewesen sein. Hinweise darauf fanden Astronomen bei der Suche nach der fehlenden Masse unserer Heimatgalaxie.

Milchstraße

So könnte die Milchstraße vor rund sechs Millionen Jahren ausgesehen haben, als sie für einige Zeit eine aktive Galaxie war. Bild: Mark A. Garlick / CfA   [Großansicht]

Die Milchstraße ist massereicher, als wir auf den ersten Blick erkennen können: Ihre Gesamtmasse schätzen Astronomen auf etwa die ein bis zwei Billionen-fache Masse unserer Sonne. Bei über 80 Prozent davon handelt es sich um Dunkle Materie, etwa 150 bis 300 Milliarden Sonnenmassen müssten damit als normale Materie vorliegen. Wenn man allerdings die Masse sämtlicher sichtbarer Sterne und des Gases und Staubs aufaddiert, kommt man lediglich auf eine Masse von etwa 65 Milliarden Sonnenmassen. Wo also ist der Rest?

"Wir haben ein kosmisches Versteckspiel gespielt und uns gefragt, wo könnte die fehlende Masse versteckt sein", beschreibt Fabrizio Nacastro vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics den Ansatz der Forscher. Nacastro arbeitet zudem auch als Astrophysiker am italienischen Istituto Nazionale Di Astrofisica.

"Wir haben archivierte Röntgenbeobachtungen des Satelliten XMM-Newton analysiert und dabei entdeckt, dass es sich bei der fehlenden Masse um einen viele Millionen Grad heißen Nebel aus Gas handelt, der unsere Galaxie durchzieht", so Nacastro. "Dieser Nebel verschluckt die Röntgenstrahlung von weiter entfernten Hintergrundquellen."

Wie stark diese Strahlung verschluckt wird, nutzten die Astronomen als Maß für die normale Materie, die sich in der betreffenden Region befinden muss und für ihre Verteilung. Als sie allerdings die Daten mit Simulationen aus Computermodellen verglichen, stellten sie fest, dass die Beobachtungen nicht zu einer gleichmäßigen Verteilung des Gases passen. Stattdessen deuteten die Daten auf eine Blase hin, die sich vom Zentrum der Galaxie bis etwa zwei Drittel des Wegs zum Sonnensystem erstreckt.

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Um eine so gewaltige nebelfreie Blase entstehen zu lassen, bedurfte es einer ungeheuren Energie. Und diese muss, so die Forscher, im Zentrum der Galaxie entstanden sein - während das dortige Schwarze Loch Material verschlungen hat. Dabei nimmt das Schwarze Loch nicht das gesamte Gas auf, sondern beschleunigt einen Teil davon auch auf hohe Geschwindigkeiten von bis zu 1000 Kilometern pro Sekunde.

Sechs Millionen Jahre später hat die durch diese Aktivität entstandene Stoßwelle schon 20.000 Lichtjahre zurückgelegt. In der Zwischenzeit ist dem Schwarzen Loch wieder die Nahrung ausgegangen und es ist wieder in eine Art Winterschlaf gefallen. In der Nähe des galaktischen Zentrums befinden sich einige sechs Millionen Jahre alte Sterne. Diese könnten sich aus Teilen des Materials gebildet haben, das damals auch das Schwarze Loch "gefüttert" hat.

"Die verschiedenen Beweisketten passen sehr gut zusammen", meint Teammitglied Martin Elvis vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Diese aktive Phase dauerte vier bis acht Millionen Jahre, was für einen Quasar ganz normal ist."

Die Beobachtungen und Computersimulationen ergaben auch, dass das heiße Gas eine Masse von bis zu 130 Milliarden Sonnenmassen haben muss. Es könnte also die gesamte noch fehlende "normale" Masse der Milchstraße erklären. Es war lediglich zu heiß, um es sehen zu können.

Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal erschienen ist.

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siehe auch
Milchstraße: Neue Hinweise auf Aktivität des Schwarzen Lochs - 16. April 2008
Milchstraße: Schwarzes Loch noch vor 350 Jahren aktiv - 27. Januar 2005
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
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