Interstellarer Tunnel der das Sonnensystem mit der Struktur in Centaurus verbindet, entdeckt

Ein Team von Astrophysikern hat Daten aus dem All-Sky Survey des Weltraumteleskops eROSITA – das alle sechs Monate die gesamte Himmelssphäre um die Erde kartiert – verwendet, um eine 3D-Karte der Blase aus heißem Gas zu erstellen, die das Sonnensystem umgibt. Die Daten enthüllten auch das Vorhandensein von etwas Überraschendem: etwas, das wie ein “interstellarer Tunnel” aussieht, ein Kanal zwischen Sternen, der die Blase des Sonnensystems mit einer Superblase im Sternbild Zenteur verbinden könnte.

Unser Sonnensystem ist von der sogenannten Local Hot Bubble (LHB) umgeben, einer Umgebung mit geringer Dichte, die aus einem Millionen Grad heißen Gas besteht, das Röntgenstrahlen aussendet. Wissenschaftler kennen diese Blase seit mindestens fünf Jahrzehnten, und ihre Existenz hat dazu beigetragen, das Vorhandensein eines relativ niederenergetischen Röntgenhintergrunds zu erklären.

Dank der Daten des eROSITA All-Sky Survey konnte das Team von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik (Deutschland) einen breiten Temperaturgradienten in dieser Blase beobachten, die heiße und kalte Spots enthält. Diese thermischen Schwankungen stehen im Zusammenhang mit früheren Supernova-Explosionen, die dazu geführt haben, dass sich die Blase aufgeheizt und größer geworden ist, erklären die Forscher.

Die Daten zeigten jedoch auch das Vorhandensein eines interstellaren Tunnels, eines Kanals, der die Blase des Sonnensystems mit einer anderen Blase im Sternbild Zentauren verbindet, wo sich der der Sonne am nächsten gelegene Stern, Proxima Centauri, befindet.

eROSITA befindet sich 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, was es ihm ermöglicht, den Raum um unseren Planeten von außerhalb der Erdgeokorona zu beobachten und eine Kontamination durch andere Signale zu vermeiden. “Die Daten, die in diesem Jahr veröffentlicht wurden, liefern den bisher saubersten Blick auf den Röntgenhimmel und machen ihn zum perfekten Instrument, um den LHB zu untersuchen”, sagt Michael Yeung, Max-Planck-Forscher und Erstautor der Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wurde.

Dieses Team von Max-Plank-Forschern hatte zuvor festgestellt, dass die Dichte des heißen Gases des LHB relativ gleichmäßig ist. In der neuen Studie haben Wissenschaftler die Hemisphäre der Milchstraße in 2.000 verschiedene Regionen unterteilt, um das Licht von allen zu analysieren. Durch den Vergleich der bereits bekannten Dichte mit dem Gas aus den kalten, dichten Molekülwolken am Rand des LHB konnte das Team eine detaillierte dreidimensionale Karte der Blase erstellen.

Die Daten auf dieser Karte spiegeln eine deutliche Diskrepanz in den Temperaturen im LHB wider, wo man sieht, dass der galaktische Norden kälter ist als der galaktische Süden. Die Karte zeigt auch, dass sich LHB in Richtung der Pole der galaktischen Hemisphäre erstreckt, was die Daten bestätigt, die von eROSITAs Vorgänger ROSAT vor etwa 3 Jahrzehnten gesammelt wurden.

Aber die neue 3D-Karte enthüllte etwas bisher Unbekanntes. “Was wir nicht wussten, war die Existenz eines interstellaren Tunnels zum Zentauren, der eine Lücke im kälteren interstellaren Medium schafft”, erklärt Michael Freyberg, ein weiterer Autor der Studie. “Diese Region sticht dank der stark verbesserten Sensitivität von eROSITA und einer im Vergleich zu ROSAT ganz anderen Studienstrategie deutlich hervor.”

Ein Netz von Tunneln

Zusätzlich zur 3D-Karte des LHB erstellte das Team auch eine Zählung von Supernova-Trümmern, Superblasen und Staub, die sie in die Karte einfügten, um ein interaktives 3D-Modell der kosmischen Nachbarschaft des Sonnensystems zu erstellen.

Die Forscher vermuten, dass der Centaurus-Tunnel am LHB Teil eines Netzwerks von Heißgastunneln sein könnte, die sich ihren Weg durch das kalte Gas zwischen den Sternen bahnten. Dieses Netzwerk, so sagen sie, wird dank des Einflusses von Sternen in Form von Sternwinden, Supernovae, die den Tod massereicher Sterne markieren, und Jets, die aus neu entstandenen Sternen sprießen, aufrechterhalten.

Diese Phänomene sind zusammen als stellare Rückkopplung bekannt und es wird angenommen, dass sie sich durch die gesamte Milchstraße ziehen und ihr ihre Form geben. Tatsächlich war bereits bekannt, dass es einen weiteren Tunnel namens Canis Majoris gab, von dem angenommen wird, dass er sich zwischen dem LHB und dem Gum Nebula, einer weiter entfernten Superblase, erstreckt.

“Eine weitere interessante Tatsache ist, dass die Sonne vor einigen Millionen Jahren in den LHB eingetreten sein muss, eine sehr kurze Zeit im Vergleich zum Alter der Sonne [4,6 Milliarden Jahre]”, sagte Gabriele Ponti, ein weiterer Autor. “Es ist reiner Zufall, dass die Sonne eine relativ zentrale Position im LHB einnimmt, während wir uns kontinuierlich durch die Milchstraße bewegen.”

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