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Astronomie|Physik

Heiligenschein aus heißem Gas

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Heiligenschein in Blau: In dieser Illustration beträgt der Radius der Gaswolke rund um die Milchstraße (Mitte) 300.000 Lichtjahre. Tatsächlich könnte er noch weit größer sein, sagen die Forscher. Links unter der Milchstraße sind noch die beiden Zwerggalaxien abgebildet, die als Große und Kleine Magellansche Wolke bekannt sind. Illustration: NASA/CXC/M.Weiss; NASA/CXC/Ohio State/A Gupta et al
Selbst unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße, ist immer wieder für Überraschungen gut: Jetzt haben US-Astronomen entdeckt, dass sie von einer dünnen, aber gigantischen Wolke aus heißem Gas eingehüllt ist. Zwar wussten Astronomen bereits, dass es rund um die Milchstraße Materie gibt, doch die neuen Daten zeigen erstmals die Ausmaße der Wolke. Die Gas-Ansammlung ist nicht nur heißer als bisher gedacht, sondern auch viel größer und massereicher ? und könnte daher durchaus einen bisher vermissten Teil der Materie beherbergen.

Kernstück der aktuellen Studie sind Beobachtungen des Weltraum-Röntgenteleskops Chandra: Es hatte die Strahlung acht heller Röntgenquellen vermessen, die viele 100 Millionen Lichtjahre von uns entfernt sind. Dabei zeigte sich, dass die Röntgenstrahlen auf dem Weg in die Milchstraße teilweise von Sauerstoff-Ionen in der Nachbarschaft unserer Galaxie absorbiert werden. Deren Temperatur ist offenbar extrem hoch, berechnete das Team um Anjali Gupta von der Ohio State University: Vermutlich liegt sie zwischen einer und 2,5 Millionen Grad Celsius.

Gaswolke in der Waagschale

Dieses Ergebnis passe zu den Daten früherer Studien, resümieren die Forscher ? darin habe es ebenfalls Hinweise auf Anwesenheit von Gas mit Temperaturen von mehr als einer Million Grad Celsius gegeben. „Wir wissen also, das Gas ist rund um die Galaxie, und wir wissen, wie heiß es ist“, kommentiert Gupta. „Die große Frage ist aber: Wie groß ist die Wolke und wie viel Masse besitzt sie?“

Auch darauf lieferte Chandra, zusammen mit dem Esa-Röntgenobservatorium XMM-Newton und dem japanischen Röntgenteleskop Suzaku, eine erste Antwort ? und die verblüfft die Forscher dann doch: Obwohl die Gaswolke sehr dünn ist, enthält sie insgesamt eine Masse, die der von mehr als 10 Milliarden Sonnen entspricht, möglicherweise sogar von 60 Milliarden Sonnen. Damit liegt die Masse der Gaswolke in der gleichen Größenordnung wie die Masse aller Sterne der Milchstraße zusammengenommen.

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Wie viel Materie dort tatsächlich versammelt ist, können die Astronomen noch nicht sagen ? aus mehreren Gründen. So ist beispielsweise unklar, wie das Verhältnis von Sauerstoff zu Wasserstoff in der dünnen Wolke ist, wobei Letzterer das dominante Gas in der Wolke zu sein scheint. Ebenfalls unklar ist die tatsächliche Größe des Halos. Sicher ist lediglich, dass er sehr ausgedehnt ist: „Er könnte sich ein paar 100.000 Lichtjahre um die Milchstraße herum erstrecken oder auch noch deutlich weiter in die lokale Gruppe der Galaxien in der Nachbarschaft reichen“, sagt Co-Autorin Smita Mathur, ebenfalls von der Ohio State University.

Baryonen verzweifelt gesucht

Die neuen Daten helfen möglicherweise, das Mysterium der fehlenden baryonischen Masse zu erklären ? eines der großen ungelösten Rätsel des Kosmos. Baryonen sind die Teilchen, aus denen die „normale“, sichtbare Materie zusammengesetzt ist. Die Kernteilchen Protonen und Neutronen gehören dazu.
Das Problem: Rechnet man die baryonische Masse aller Sterne, des interstellaren Gases und des Staubs in den Galaxien des Kosmos zusammen, kommt man auf einen Wert, der nicht einmal halb so hoch ist wie der, den theoretische Hochrechnungen ergeben. Das Team um Gupta vermutet jetzt, dass sich diese fehlende baryonische Masse in heißen Gaswolken wie der versteckt, die Chandra jetzt in der Milchstraße entdeckt hat. Vermutlich seien diese Wolken bisher schlicht übersehen worden, da sie eine derart geringe Dichte haben, so das Fazit der Forscher.

Anjali Gupta (Ohio State University, Colombo) et al.: The Astrophysical Journal Letters, Bd. 756, doi:10.1088/2041-8205/756/1/L8 © wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel
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