Neue ALMA-Bilder enthüllen Detailreichtum der zentralen Region der Milchstraße

Astro­nom­in­nen und Astro­no­men haben die zen­tra­le Regi­on unse­rer Milch­stra­ße in einem beein­dru­cken­den neu­en Bild fest­ge­hal­ten und dabei ein kom­ple­xes Netz­werk aus Fila­men­ten kos­mi­schen Gases in bis­her uner­reich­ter Detail­ge­nau­ig­keit sicht­bar gemacht. Die mit dem Ata­ca­ma Lar­ge Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gewon­ne­nen umfang­rei­chen Daten ermög­li­chen es Astro­nom­in­nen und Astro­no­men, das Leben von Ster­nen in der extrems­ten Regi­on unse­rer Hei­mat­ga­la­xie neben dem super­mas­se­rei­chen Schwar­zen Loch in ihrem Zen­trum zu untersuchen.

„Es ist ein Ort der Extre­me, für unse­re Augen unsicht­bar, aber jetzt in außer­ge­wöhn­li­cher Detail­ge­nau­ig­keit sicht­bar gemacht“, sagt Ash­ley Bar­nes, Astro­nom bei der Euro­päi­schen Süd­stern­war­te (ESO) in Deutsch­land, der zu dem Team gehört, das die neu­en Daten erho­ben hat. Die Beob­ach­tun­gen lie­fern einen ein­zig­ar­ti­gen Ein­blick in das kal­te Gas – den Roh­stoff, aus dem Ster­ne ent­ste­hen – inner­halb der soge­nann­ten zen­tra­len Mole­kül­zo­ne (engl. Cen­tral Mole­cu­lar Zone, kurz CMZ) unse­rer Gala­xie. Es ist das ers­te Mal, dass das kal­te Gas in die­ser gesam­ten Regi­on so detail­liert unter­sucht wurde.

Die Regi­on, die auf dem neu­en Bild zu sehen ist, erstreckt sich über mehr als 650 Licht­jah­re. Sie beher­bergt dich­te Gas- und Staub­wol­ken, die das super­mas­se­rei­che Schwar­ze Loch im Zen­trum unse­rer Gala­xie umge­ben. „Es ist der ein­zi­ge galak­ti­sche Kern, der nah genug an der Erde liegt, dass wir ihn so detail­liert unter­su­chen kön­nen“, sagt Bar­nes. Der Daten­satz zeigt die CMZ wie nie zuvor, von Gas­struk­tu­ren mit einem Durch­mes­ser von Dut­zen­den von Licht­jah­ren bis hin zu klei­nen Gas­wol­ken um ein­zel­ne Sterne.

Das Gas, das ACES – kurz für ALMA CMZ Explo­ra­ti­on Sur­vey – spe­zi­ell unter­sucht, ist kal­tes mole­ku­la­res Gas. Die Durch­mus­te­rung ent­schlüs­selt die kom­ple­xe Che­mie der CMZ und hat Dut­zen­de ver­schie­de­ner Mole­kü­le ent­deckt, von ein­fa­chen wie Sili­zi­um­mon­oxid bis hin zu kom­ple­xe­ren orga­ni­schen wie Metha­nol, Ace­ton oder Ethanol.

Kal­tes mole­ku­la­res Gas strömt ent­lang von Fila­men­ten, die Mate­rie­klum­pen spei­sen, aus denen Ster­ne ent­ste­hen kön­nen. In den Außen­be­rei­chen der Milch­stra­ße wis­sen wir, wie die­ser Pro­zess abläuft, aber im zen­tra­len Bereich sind sol­che Ereig­nis­se viel extre­mer. „Die CMZ beher­bergt eini­ge der mas­se­reichs­ten Ster­ne unse­rer Hei­mat­ga­la­xie, von denen vie­le ein kur­zes Leben haben und früh ster­ben, ihr Leben in gewal­ti­gen Super­no­va-Explo­sio­nen oder sogar Hyper­no­vae been­den“, erklärt ACES-Lei­ter Ste­ve Long­mo­re, Pro­fes­sor für Astro­phy­sik an der Liver­pool John Moo­res Uni­ver­si­ty inGroß­bri­tan­ni­en. Mit ACES hof­fen Astro­nom­in­nen und Astro­no­men, bes­ser zu ver­ste­hen, wie die­se Phä­no­me­ne die Ent­ste­hung von Ster­nen beein­flus­sen und ob unse­re Theo­rien zur Stern­ent­ste­hung auch in extre­men Umge­bun­gen gelten.

„Indem wir unter­su­chen, wie Ster­ne in der CMZ ent­ste­hen, kön­nen wir auch ein kla­re­res Bild davon gewin­nen, wie Gala­xien gewach­sen sind und sich ent­wi­ckelt haben“, fügt Long­mo­re hin­zu. „Wir glau­ben, dass die­se Regi­on vie­le Gemein­sam­kei­ten mit Gala­xien im frü­hen Uni­ver­sum hat, wo Ster­ne in chao­ti­schen, extre­men Umge­bun­gen ent­stan­den sind.“

Um die­sen neu­en Daten­satz zu sam­meln, nutz­ten die Astro­no­men ALMA, das von der ESO und ihren Part­nern in der chi­le­ni­schen Ata­ca­ma-Wüs­te betrie­ben wird. Tat­säch­lich ist dies das ers­te Mal, dass ein so gro­ßes Gebiet mit die­ser Anla­ge gescannt wur­de, was die­ses Bild zum größ­ten ALMA-Bild aller Zei­ten macht. Am Him­mel gese­hen ist das Mosa­ik – das durch das Zusam­men­fü­gen vie­ler ein­zel­ner Beob­ach­tun­gen wie Puz­zle­tei­le ent­stan­den ist – so groß wie drei neben­ein­an­der lie­gen­de Vollmonde.

„Wir hat­ten bei der Pla­nung der Unter­su­chung ein hohes Maß an Detail­ge­nau­ig­keit erwar­tet, waren aber den­noch über­rascht von der Kom­ple­xi­tät und Viel­falt, die sich im end­gül­ti­gen Mosa­ik zeig­ten“, ergänzt Katha­ri­na Immer, ALMA-Astro­no­min bei der ESO, die eben­falls an dem Pro­jekt betei­ligt ist. Die Daten von ACES wer­den in fünf Fach­ar­ti­keln vor­ge­stellt, die zur Ver­öf­fent­li­chung in den Month­ly Noti­ces of the Roy­al Astro­no­mic­al Socie­ty ange­nom­men wur­den, ein sechs­ter Arti­kel befin­det sich in der letz­ten Über­prü­fungs­pha­se.

„Das bevor­ste­hen­de ALMA Wide­band Sen­si­ti­vi­ty Upgrade wird uns zusam­men mit dem Extre­me­ly Lar­ge Telescope der ESO bald ermög­li­chen, noch tie­fer in die­se Regi­on vor­zu­drin­gen – fei­ne­re Struk­tu­ren auf­zu­lö­sen, kom­ple­xe­re che­mi­sche Vor­gän­ge nach­zu­voll­zie­hen und die Wech­sel­wir­kun­gen zwi­schen Ster­nen, Gas und Schwar­zen Löchern mit bei­spiel­lo­ser Klar­heit zu erfor­schen“, schließt Bar­nes. „In vie­ler­lei Hin­sicht ist dies erst der Anfang.“

MN

Hintergrundinformationen

Die hier vor­ge­stell­ten For­schungs­er­geb­nis­se sind als Serie von Fach­ar­ti­keln erschie­nen, die die ACES-Daten beschrei­ben und in der Zeit­schrift Month­ly Noti­ces of the Roy­al Astro­no­mic­al Socie­ty ver­öf­fent­licht werden.

Die Daten selbst wer­den über das ALMA Sci­ence Por­tal unter https://almascience.org/alma-data/lp/aces ver­füg­bar gemacht.

Das Ata­ca­ma Lar­ge Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ist eine inter­na­tio­na­le astro­no­mi­sche Ein­rich­tung, die gemein­sam von der ESO, der US-ame­ri­ka­ni­schen Natio­nal Sci­ence Foun­da­ti­on (NSF) der USA und den japa­ni­schen Natio­nal Insti­tu­tes of Natu­ral Sci­en­ces (NINS) in Koope­ra­ti­on mit der Repu­blik Chi­le betrie­ben wird. Getra­gen wird ALMA von der ESO im Namen ihrer Mit­glieds­län­der, von der NSF in Zusam­men­ar­beit mit dem kana­di­schen Natio­nal Rese­arch Coun­cil (NRC), dem Natio­nal Sci­ence and Tech­no­lo­gy Coun­cil (NSTC) in Tai­wan und NINS in Koope­ra­ti­on mit der Aca­de­mia Sini­ca (AS) in Tai­wan sowie dem Korea Astro­no­my and Space Sci­ence Insti­tu­te (KASI). Bei Ent­wick­lung, Auf­bau und Betrieb ist die ESO feder­füh­rend für den euro­päi­schen Bei­trag, das Natio­nal Radio Astro­no­my Obser­va­to­ry (NRAO), das sei­ner­seits von Asso­cia­ted Uni­ver­si­ties, Inc. (AUI) betrie­ben wird, für den nord­ame­ri­ka­ni­schen Bei­trag und das Natio­nal Astro­no­mic­al Obser­va­to­ry of Japan (NAOJ) für den ost­asia­ti­schen Bei­trag. Dem Joint ALMA Obser­va­to­ry (JAO) obliegt die über­grei­fen­de Pro­jekt­lei­tung für den Auf­bau, die Inbe­trieb­nah­me und den Beob­ach­tungs­be­trieb von ALMA.

Links

• ACES-Über­sichts­ar­ti­kel
• Fotos von ALMA 
• ALMA Wide­band Sen­si­ti­vi­ty Upgrade
• Erfah­ren Sie mehr über das Extre­me­ly Lar­ge Telescope der ESO auf unse­rer eigens ein­ge­rich­te­ten Inter­net­sei­te und in unse­rer Pres­se­map­pe

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