XMM-Newton ujawnia wybuchową przeszłość Drogi Mlecznej

Gigantyczny bąbel otaczający centrum Drogi Mlecznej pokazuje, że sześć milionów lat temu supermasywna czarna dziura w naszej Galaktyce była w ogniu gwałtownych energii. Rzuca to również światło na ukryte miejsce “brakującej” materii Galaktyki. Oprócz tajemniczej ciemnej materii astronomowie musieli jeszcze znaleźć zwykłą - tak zwaną barionową - materię w Drodze Mlecznej. Było to możliwe m.in. dzięki XMM-Newton.

Dokładna analiza archiwalnych obserwacji wykazała, że istnieje ogromna ilość rozproszonej barionowej materii w Galaktyce. XMM-Newton odnalazł ją w postaci gazu o temperaturze miliona stopni, który przenika zarówno dyski Galaktyki, gdzie znaleziono większość gwiazd, jak również sferyczny obłok otaczający całą Drogę Mleczną. Obłok ten jest ogromny. Nasze Słońce znajduje się w odległości 26.000 lat świetlnych od centrum Galaktyk, natomiast obłok rozciąga się na co najmniej 200.000 - 650.000 lat świetlnych.

Fabrizio Nicastro, z Istituto Nazionale di Astrofisica, Osservatorio Astronomico di Roma, Włochy i jego koledzy, od ponad 15 lat byli na tropie brakujących barionów. Ich odkrycie pokazuje, że w Galaktyce jest wystarczająca ilość gorącego gazu, który jest za nie odpowiedzialny. Ponieważ nie emitują światła widzialnego, przez tak długi czas nie można było ich wykryć. Astronomowie odkryli je dzięki temu, że tlen w obłoku pochłania promienie rentgenowskie na bardzo specyficznej długości fali światła emitowanego przez odleglejsze ciała niebieskie.

Przeglądając dane XMM-Newton astronomowie odkryli coś jeszcze. Według fizyki grawitacyjnej gęstość gazu powinna zmniejszać się od centrum Galaktyki do jej brzegów. Tymczasem okazało się, że jest inaczej. Nicastro spędził trzy miesiące analizując dane w tym modelu. Próbując wszystkiego innego, przeniósł pik gęstości poza centrum Drogi Mlecznej. W odległości około 20.000 lat świetlnych od centrum model pasuje lepiej. Odległość ta równa jest wielkości dwóch dużych “balonów” promieniowania gamma, które rozciągają się na dziesiątki tysięcy lat świetlnych centrum naszej Galaktyki. Zostały odkryte w 2010 roku przez obserwatorium promieni gamma Fermi.

Nicastro skonstruował inny model gęstości, w którym centralny bąbel niskiej gęstości gazu rozciągał się na odległość 20.000 lat świetlnych. Gdy zastosował ten model do danych rentgenowskich, okazało się, że wszystko idealnie pasuje. Obserwacje te nasuwają wniosek, że coś wycisnęło gaz z centrum Galaktyki na zewnątrz, tworząc gigantyczną bańkę. Astronomowie wiedzą, że w centrum Drogi Mlecznej znajduje się uśpiona supermasywna czarna dziura. Ale bąbel sugeruje, że jeszcze 6 milionów lat temu było inaczej.

Supermasywna czarna dziura rwie gwiazdy i obłoki gazowe na kawałki, połykając zawartość. W tym procesie obiekty nagrzewają się i uwalniają ogromne ilości energii, która mogła otworzyć bąbel. Spoglądając szerzej na Wszechświat astronomowie widzą, że niewielki procent galaktyk posiada bardzo jasne jądro. Nazywane są aktywnymi jądrami galaktyk, i w wyniku badań astronomicznych wiemy już, nasza Galaktyka miła kiedyś takie.

Sześć milionów lat później, fala uderzeniowa wytworzona w wyniku tej aktywności przekroczyła rozmiar 20.000 lat świetlnych tworząc bąbel, który zobaczył XMM-Nwton. Tymczasem supermasywnej czarnej dziurze brakło pożywienia w okolicy i znowu zamilkła. Według Nicastron owo odkrycie jest silnym dowodem na to, że w przeszłości Droga Mleczna była bardziej aktywna, niż teraz.

Źródło:
ESA

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Urania - Postępy Astronomii