Erstaunliches hochauflösendes Bild des Kerns der Milchstraße, einer Region mit überraschend geringer Sternentstehung im Vergleich zu anderen Galaxien
Im Vergleich zu einigen anderen Galaxien in unserem Universum ist die Milchstraße ein eher subtiler Charakter. Tatsächlich gibt es Galaxien, die aufgrund des Vorhandenseins von warmem Gas in der zentralen molekularen Zone (CMZ) der Galaxie tausendmal so hell sind wie die Milchstraße. Dieses Gas wird durch massive Ausbrüche von Sternentstehung erhitzt, die die Supermassives Schwarzes Loch (SMBH) im Kern der Galaxie.
Der Kern der Milchstraße hat auch eine SMBH ( Schütze A* ) und all das Gas, das es braucht, um neue Sterne zu bilden. Aber aus irgendeinem Grund ist die Sternentstehung in der CMZ unserer Galaxie unter dem Durchschnitt. Um dieses anhaltende Rätsel zu lösen, hat ein internationales Team von Astronomen eine große und umfassende Studie durchgeführt des CMZ, um nach Antworten zu suchen, warum dies so sein könnte.
Die Studie mit dem Titel „ Sternentstehung in einer Hochdruckumgebung: eine SMA-Ansicht des Staubrückens des Galaktischen Zentrums “ erschien vor kurzem in derMonatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.Die Studie wurde von Daniel Walker von der Gemeinsames ALMA-Observatorium und der Nationales Astronomisches Observatorium Japans , und umfasste Mitglieder mehrerer Observatorien, Universitäten und Forschungsinstitute.
Ein Falschfarben-Spitzer-Infrarotbild der zentralen molekularen Zone (CMZ) der Milchstraße. Bildnachweis: Spitzer/NASA/CfA
Für ihre Studie verließ sich das Team auf die Submillimeter-Array (SMA) Funkinterferometer, das sich auf dem Maunakea in Hawaii befindet. Was sie fanden, war eine Probe von dreizehn massereichen Kernen im „Staubgrat“ der CMZ, die junge Sterne in der Anfangsphase der Entwicklung sein könnten. Diese Kerne hatten eine Masse von 50 bis 2150 Sonnenmassen und haben Radien von 0,1 – 0,25 Parsec (0,326 – 0,815 Lichtjahre).
Sie stellten auch das Vorhandensein von zwei Objekten fest, bei denen es sich anscheinend um zuvor unbekannte junge, massereiche Protosterne handelt. Wie sie in ihrer Studie angeben, deutete all dies darauf hin, dass Sterne in der CMZ trotz ihrer enormen Druckunterschiede ungefähr die gleiche Bildungsrate hatten wie die in der galaktischen Scheibe:
„Alle scheinen jung zu sein (vor UCHII), was bedeutet, dass sie erstklassige Kandidaten für die Darstellung der Anfangsbedingungen von massereichen Sternen und Unterhaufen sind. Wir vergleichen alle entdeckten Kerne mit massereichen Kernen und Wolken in der galaktischen Scheibe und stellen fest, dass sie in Bezug auf ihre Massen und Größen weitgehend ähnlich sind, obwohl sie einem um mehrere Größenordnungen höheren äußeren Druck ausgesetzt sind.“
Um festzustellen, dass der Außendruck in der CMZ größer war, beobachtete das Team Spektrallinien der Moleküle Formaldehyd und Methylcyanid, um die Temperatur des Gases und seine Kinetik zu messen. Diese deuteten auf eine hohe Turbulenz der Gasumgebung hin, was sie zu dem Schluss führte, dass die turbulente Umgebung der CMZ für die Hemmung der Sternentstehung dort verantwortlich ist.
Ein Radiobild des Karl G. Jansky Very Large Array der NSF, das das Zentrum unserer Galaxie zeigt. Bildnachweis: NSF/VLA/UCLA/M. Morriset al.
Wie sie in ihrer Studie angeben, stimmten diese Ergebnisse mit ihrer vorherigen Hypothese überein:
„Die Tatsache, dass >80 Prozent dieser Kerne in einer solchen Hochdruckumgebung keine Anzeichen von Sternentstehungsaktivität zeigen, lässt uns schlussfolgern, dass dies ein weiterer Beweis für eine erhöhte kritische Dichteschwelle für die Sternentstehung in der CMZ ist aufgrund von Turbulenz.'
Letztendlich hängt die Sternentstehungsrate in einer CMZ also nicht nur davon ab, dass sie viel Gas und Staub enthalten, sondern auch von der Beschaffenheit der Gasumgebung selbst. Diese Ergebnisse könnten zukünftige Studien nicht nur der Milchstraße, sondern auch anderer Galaxien beeinflussen – insbesondere wenn es um die Beziehung zwischen Supermassiven Schwarzen Löchern (SMBHs), Sternentstehung und der Entwicklung von Galaxien geht.
Jahrzehntelang haben Astronomen die zentralen Regionen von Galaxien untersucht, um herauszufinden, wie diese Beziehung funktioniert. Und in den letzten Jahren sind Astronomen zu widersprüchlichen Ergebnissen gekommen, von denen einige darauf hindeuten, dass die Sternentstehung durch die Anwesenheit von SMBHs gestoppt wird, während andere keine Korrelation zeigen.
Darüber hinaus haben weitere Untersuchungen von SMBHs und Aktiven Galaktischen Kernen (AGNs) gezeigt, dass es möglicherweise keine Korrelation zwischen der Masse einer Galaxie und der Masse ihres zentralen Schwarzen Lochs gibt – eine andere Theorie, der sich Astronomen zuvor angeschlossen hatten.
Daher könnte uns das Verständnis, wie und warum die Sternentstehung in Galaxien wie der Milchstraße unterschiedlich zu sein scheint, helfen, diese anderen Geheimnisse zu entwirren. Daraus wird sich mit Sicherheit ein besseres Verständnis der Entwicklung von Sternen und Galaxien im Laufe der kosmischen Geschichte ergeben.
