Das luftgestützte Observatorium SOFIA der NASA beobachtet die Sternentstehung in der Nähe des galaktischen Zentrums

SOFIA fliegt bei einem Testflug mit geöffneter Teleskoptür über die schneebedeckten Berge der Sierra Nevada. Die SOFIA ist eine modifizierte Boeing 747SP. Bildnachweis: NASA / Jim Ross

Die Untersuchung der ionisierten Kohlenstoffemissionen von Sagittarius B liefert wesentliche Informationen über die Sternentstehung in unserer eigenen Galaxie und darüber hinaus.

Schütze oder Sgr B, eine Wolke aus Gas und Staub in der Nähe des Zentrums des Milchstraße ist eine der hellsten Quellen in der Central Molecular Zone – einem massiven, dichten Gasbereich im Zentrum unserer Galaxie, in dem sehr hohe Sternentstehungsraten und turbulente molekulare Gaswolken vorkommen. Weniger als 27.000 Lichtjahre entfernt ist Sgr B ein relativ enger Nachbar, was ihn zu einer nützlichen Region macht, um sie sowohl als Indikator für das Verständnis anderer Galaxien im Universum als auch für das Verständnis unseres eigenen galaktischen Zentrums zu untersuchen.

Insbesondere die Beobachtung der Konzentration von ionisiertem Kohlenstoff in einer Molekülwolke wie Sgr B ist eine leistungsstarke Methode, um die Eigenschaften des Systems zu untersuchen, einschließlich des Grades der Sternentstehung.

Verwenden von SOFIAThe German Receiver Improved for Astronomy at Terahertz Frequencies, oder upGREAT, ein Forscherteam hat die Eigenschaften des ionisierten Kohlenstoffs von Sgr B abgebildet Regionen, die es Wissenschaftlern ermöglichen, die Gasdynamik in unserem galaktischen Zentrum zu verstehen. Die schnellen Bildgebungsfunktionen und die detaillierte Geschwindigkeitsauflösung von UpGREAT waren entscheidend für die Studie, die Teil eines viel größeren Scans des Gebiets ist.

Links: Ein Bild der Schütze-B-Region im galaktischen Zentrum, aufgenommen mit dem FORCAST-Instrument von SOFIA, kombiniert mit Bildern des Spitzer-Weltraumteleskops der NASA und des Herschel-Weltraumobservatoriums der Europäischen Weltraumorganisation. Rechts: Intensitätskonturen des ionisierten Kohlenstoffs der B-Region von Sagittarius. Das Streifenmuster ist ein ausladendes Artefakt aufgrund der Bewegung des Teleskops. In beiden Tafeln zeigen Kreuze die Positionen der drei sternbildenden Kerne von Sagittarius B2 an. Bildnachweis: Links: NASA / SOFIA / JPL-Caltech / ESA / Herschel; Rechts: Harris et al., 2021

Unter einer Reihe von Entdeckungen haben Astronomen festgestellt, dass die konstante Emission von Kohlenstoff von Sgr B impliziert, dass die gesamte Region physisch verbunden ist, was sie zu einer kontinuierlichen Struktur von etwa 34 mal 15 Parsec oder etwa 111 mal 49 Jahren macht. Es ist räumlich komplex und besteht aus Bögen und Kämmen, die großen turbulenten Bewegungen ausgesetzt sind.

Durch den Vergleich der Helligkeit verschiedener Emissionslinien erhielt die Gruppe eine Schätzung des Verhältnisses der Emission von ionisiertem Kohlenstoff aus Regionen, die von ionisiertem Wasserstoff dominiert werden, gegenüber der Emission aus Photodissoziationsregionen, die durch ferne UV-Photonen massereicher Sterne erzeugt werden.

Insbesondere zeigen die drei Sternentstehungskerne von Sagittarius B2 innerhalb von Sgr B keine ionisierte Kohlenstoffemission, was für extreme Sternentstehungsregionen untypisch ist. Sie scheinen sich in einem dunklen, schmalen Staubstreifen zu befinden, der dem Rest der Region physisch etwas voraus ist – obwohl sie größtenteils dynamisch verbunden bleiben. Dies könnte die Debatte über den Ursprung der Sternentstehung in Sgr B beantworten – Bänder aus dunklem Staub wurden mit Wolken-zu-Wolke-Kollisionen in Verbindung gebracht und sind ein häufiges Zeichen für einen durch einen Schock ausgelösten Sternentstehungsauslöser. Diese Möglichkeit steht auch im Einklang mit der Tatsache, dass in Sgr B mehrere Stadien der Sternentstehung koexistieren, da eine kürzliche Explosion der Sternentstehung in Sgr B darauf hindeutet, dass wahrscheinlich eine Art Auslöser aufgetreten ist.

„Die Kernregionen von Galaxien sind faszinierende Orte, und unser relativ nahes galaktisches Zentrum ermöglicht es uns, seine Gaswolken, Sterne und schwarzes Loch viel detaillierter, als wir es in jeder anderen Galaxie bekommen können “, sagte Andrew Harris, Astronom der University of Maryland und Hauptautor des Artikels. „Die SOFIA-Ergebnisse, die wir in unserem amerikanisch-deutschen Projekt gefunden haben, vereinen sich mit denen, die wir bei Wellenlängen im gesamten elektromagnetischen Spektrum von Teleskopen auf der ganzen Welt und im Weltraum erhalten haben, und ermöglichen es uns, nicht nur unsere Galaxie, sondern auch andere besser zu verstehen.“

SOFIA ist ein Gemeinschaftsprojekt von NASA und der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. Das DLR stellt das Teleskop, die planmäßige Flugzeugwartung und weitere Unterstützung für die Mission bereit. Das Ames Research Center der NASA im Silicon Valley, Kalifornien, verwaltet das SOFIA-Programm, die Wissenschaft und den Missionsbetrieb in Zusammenarbeit mit der Universities Space Research Association mit Sitz in Columbia, Maryland, und dem Deutschen Institut SOFIA der Universität Stuttgart. Das Flugzeug wird vom Armstrong Flight Research Center Building 703 der NASA in Palmdale, Kalifornien, gewartet und betrieben.