De Fermi-bubbels zijn grote structuren die gammastraling uitzenden. Ze zijn symmetrisch ten opzichte van de Galactisch Centrum (GC), en hun creatie wordt toegeschreven aan intensieve energie-injectie bij de GC.
In dit onderzoek heeft een wetenschapper uit Tokyo Metropolitan University heeft aangetoond dat grote gammastraling uitzendende bellen rond het centrum van onze Melkweg werden geproduceerd door snel waaiende winden naar buiten en de daarmee samenhangende ‘omgekeerde schok’.
De wetenschapper concentreerde zich voornamelijk op de niet-evenwichtige röntgengasstructuren die verband houden met de bellen. Ze laten zien dat een combinatie van de dichtheid, temperatuur en schokleeftijdsprofielen van het röntgengas kan worden gebruikt om de energie-injectiemechanismen te onderscheiden.
Numerieke simulaties reconstrueerden nauwkeurig het temperatuurprofiel dat een röntgentelescoop registreerde. Deze studie laat zien dat er tot voor kort vergelijkbare winden in onze Melkweg waaiden. Dergelijke uitstromen zijn ook in andere sterrenstelsels waargenomen.
Enorme hemellichamen zoals Fermi bubbels zijn enorme gebieden die gammastraling uitzenden en die zich aan weerszijden van het centrum van onze Melkweg uitstrekken over ongeveer 50,000 lichtjaar. Ze steken als ballonnen uit het vlak van de Melkweg. Ondanks hun verbijsterende omvang moet het mechanisme waardoor ze worden gevormd nog worden ontcijferd.
Nu heeft professor Yutaka Fujita van de Tokyo Metropolitan University theoretische ondersteuning geboden voor de manier waarop dergelijke items tot stand zouden kunnen komen. Sinds de ontdekking ervan zijn er verschillende theorieën naar voren gebracht over hoe de Fermi-bubbels zijn ontstaan, waaronder de explosieve activiteit van het centrale superzware zwarte gat, de de winden van het zwarte gaten aanhoudende stervormingsactiviteit. Het is lastig om onderscheid te maken tussen deze scenario’s. Toch stelt de toegang van de Suzaku-satelliet tot geavanceerde röntgenwaarnemingen ons in staat metingen te vergelijken met wat we verwachten op basis van andere scenario's.
De simulaties van professor Fujita gingen ervan uit dat snel uitstromende winden uit het zwarte gat de nodige energie in het gas rond het centrum van de Melkweg injecteerden. Vergeleken met de gemeten profielen vonden ze een goede kans dat de Fermi-bubbels worden geproduceerd door de snel uitstromende wind, die gedurende 1000 miljoen jaar met een snelheid van 10 km per seconde waait. Dit zijn geen winden zoals we ze op aarde zouden ervaren, maar stromen van hooggeladen deeltjes die met hoge snelheid reizen en zich door de ruimte voortplanten.
De berekeningen van professor Fujita omvatten onder meer snel uitstromende winden uit het zwarte gat die de benodigde energie zouden leveren aan het gas dat het centrum van de Melkweg omringt. Ze concludeerden dat er een goede mogelijkheid was dat de snel uitstromende winden, die gedurende 1000 miljoen jaar met een snelheid van 10 kilometer per seconde waaiden, de Fermi-bellen veroorzaakten door vergelijkingen te maken met de gemeten profielen. Dit zijn stromen van hooggeladen deeltjes die snel door de ruimte bewegen, en niet door de wind, zoals we die op aarde zouden ervaren.
Prof. Fujita zei, “De winden die door de simulatie worden voorspeld, zijn vergelijkbaar met de uitstroom die in andere sterrenstelsels wordt waargenomen. De correspondentie suggereert dezelfde enorme uitstroom als in andere delen van de wereld universum waren tot voor kort aanwezig in onze Melkweg.”
Journal Reference:
- Yutaka Fujita. Bewijs voor krachtige wind en de daarmee gepaard gaande omgekeerde schok als de oorsprong van de Fermi-bellen. Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society DOI: 10.1093/mnras/stac3312
