Das Zentrum der Milchstraßen-Galaxie ist ein chaotischer Ort. Neben dem vier Millionen Sonnenmassen schweren Schwarzen Loch namens Sagittarius A* (Sgr A*) ist die Region mit Gas, Staub, starken Magnetfeldern und Sternen in verschiedenen Lebensstadien von der Geburt bis zum Tod gefüllt.
Jetzt haben Astronomen den bislang saubersten Blick auf die Überreste eines explodierten Sterns in dieser chaotischen galaktischen Umgebung geworfen. Der Supernova-Überrest trägt die Bezeichnung Sagittarius A East (Sgr A East) und ist der dem Schwarzen Loch am nächsten liegende Supernova-Überrest, der den Astronomen bekannt ist.
Srg A East emittiert Licht in vielen Wellenlängen, darunter Röntgenstrahlen, die das NASA-Weltraumobservatorium Chandra registrieren kann. Supernova-Überreste wie Sgr A East emittieren Röntgenstrahlung, weil nach der Explosion starke Schockwellen expandieren und weil die stellaren Überreste auf Millionen Grad aufgeheizt sind.
In dieser dichten galaktischen Landschaft ist es schwierig herauszufinden, welches Licht vom Supernova-Überrest Sgr A East stammt und welches Licht von anderen Objekten ausgeht. Astronomen haben bereits zuvor die Hauptquellen identifiziert. Die beiden Hauptquellen der Röntgenstrahlung auf diesem Bild sind neben dem Supernova-Überrest selbst die kolliderenden Winde aus einer Anhäufung heißer, massereicher Sterne und ein diffuses Leuchten aus zahlreichen schwächeren, einander überlagernden Röntgenquellen. Letztere bestehen hauptsächlich aus Doppelsternsystemen mit sonnenähnlichen Sternen und Weißen Zwergen, die einander umkreisen.
Dieses neue Kompositbild von Sgr A East und der umgebenden Region zeigt erstmals die von Chandra registrierte Röntgenstrahlung, die nicht durch die Röntgensstrahlung anderer Quellen kontaminiert wurde. Ein Astronomenteam nutzte eine spezielle Technik, um die drei Hauptquellen der Röntgenstrahlung zu trennen und diese neuere, sauberere Ansicht von Sgr A East zu erstellen. Die Analyse ermöglichte den Autoren auch die Kartierung der Elemente innerhalb des Supernova-Überrests, darunter Eisen, Schwefel, Argon und Kalzium.
Das neue Bild von Sgr A East zeigt die von Chandra registrierte energieärmere Röntgenstrahlung in Grün und hochenergetische Strahlung in Hellblau, was in der Mitte des Supernova-Überrests Violett erscheint. Die Forscher entfernten die punktähnlichen Röntgenquellen, so dass sie die diffusen Emissionen detaillierter untersuchen konnten. Die Röntgendaten wurden mit Radiodaten des von der National Science Foundation betriebenen Very Large Array (Rot) und Daten im Submillimeterbereich des James Clerk Maxwell Telescope (Dunkelblau) ergänzt, um das neue Kompositbild zu vervollständigen.
Die helle Radioemission umgibt die Röntgenstrahlung von Sgr A East und die Region um Sgr A*. Das supermassive Schwarze Loch befindet sich im Zentrum der gelben Spiralstruktur rechts von den violetten Röntgenstrahlen von Sgr A East.
Das neue Bild wird Wissenschaftlern auch ermöglichen zu untersuchen, wie die Sternwinde aus dem nahen Sternhaufen die Entwicklung des Supernova-Überrests gestaltet haben. Das könnte helfen, die Identität des explodierten Sterns zu enthüllen, der zur Entstehung von Sgr A East geführt hat, und wo der Supernova-Überrest in der Vergangenheit Ausbrüche von Sgr A* ausgelöst hat.
Weil Sgr A East so nah an Sgr A* liegt, haben sich Astronomen lange gefragt, ob sie sich gegenseitig beeinflussen. Die neue Arbeit der Autoren unterstützt die Theorie, dass der Supernova-Überrest Sgr A East eine aktive Rolle für die Umgebung des Schwarzen Lochs gespielt hat, indem er Energie in die Region einbrachte und das Sgr A* umgebende Gas während seiner Lebenszeit von etwa 10.000 Jahren heiß und turbulent hielt. Sein genaues Alter bleibt jedoch unsicher. Die Astronomen haben gezeigt, dass Sgr A East in das Gas expandierte und es komprimiert und aufgeheizt hat, wodurch dessen dreidimensionale asymmetrische Struktur gestaltet wurde.
Eine Abhandlung, die die Ergebnisse beschreibt, erschien im The Astrophysical Journal, geleitet von Mayura Balakrishnan von der McGill University in Montreal (Kanada).
Das Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville (Alabama) leitet das Chandra Programm. Das Chandra X-ray Center des Smithsonian Astrophysical Observatory steuert die wissenschaftlichen Operationen von Cambridge (Massachusetts) und die Flugoperationen von Burlington (Massachusetts) aus.
(THK)
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