211service.com
Fermi-bubbels zijn boeren van een sterrenetend zwart gat
Vorig jaar deden astronomen die gegevens analyseerden van NASA's Fermi Gamma Ray Telescope, een buitengewone aankondiging. Ze zeiden dat Fermi twee gigantische bellen had gezien die uit het centrum van de melkweg kwamen en zich zo'n 20.000 lichtjaar boven en onder het galactische vlak uitstrekken.
Deze bellen zijn duidelijk een soort schokgolf waarin hoogenergetische elektronen interageren met fotonen en hun energie afstaan in de vorm van gammastraling.
Maar wat kan zo'n schokgolf hebben veroorzaakt, die vele malen groter is dan astronomen zouden verwachten van een supernova?
Vandaag zegt Kwong Chen aan de Universiteit van Hong Kong en een paar vrienden te denken dat ze het weten. Ze zeggen dat de bellen de overblijfselen zijn van sterren die zijn opgegeten door het superzware zwarte gat in het centrum van de melkweg. Wat is dit idee, kan ook de energieverdeling van kosmische straling verklaren, waar astronomen al tientallen jaren over puzzelen.
Het superzware zwarte gat van onze melkweg is, nou ja, enorm - zo'n 4 miljoen keer massiever dan de zon. Chen en co gaan ervan uit dat er om de 1000 jaar een ster in valt. Wanneer dit gebeurt, wordt een deel van de ster verslonden door het zwarte gat, terwijl de rest terug de ruimte in wordt geboerd in de vorm van hoogenergetische protonen.
Deze protonen verhitten het gas en stof rond het zwarte gat en creëren een uitdijende bel van hoogenergetische elektronen. Dit kan niet ver uitbreiden in het vlak van de melkweg waar het wordt geabsorbeerd.
Maar de elektronen kunnen ver in de ruimte boven en onder het galactische vlak reizen, waardoor de gammastraalbellen ontstaan die Fermi ziet. Dit verklaart waarom de rand van de bel zo goed gedefinieerd is.
Maar het verklaart ook een andere van de grote puzzels waar astronomen zich over inspannen: de vreemde energieverdeling van kosmische straling.
Het is gemakkelijk voor te stellen dat kosmische straling met hogere energie zeldzamer zou moeten zijn dan die met lagere energie. Maar als astronomen het aantal kosmische straling afzetten tegen energie, zijn er veel meer energierijke straling dan zou moeten. Deze vormen een ‘knie’ in de grafiek, vandaar de naam van het probleem.
Het model van Chen en co legt deze knie uit. Ze zeggen dat de extra hoge energie kosmische stralen protonen moeten zijn die tijdens dit sterrenetende proces zijn gecreëerd en hun weg naar de aarde hebben gevonden.
Het is dus de enorme omvang en energie van de boer van het zwarte gat die de extra hoge energie protonen in het spectrum genereert.
Een overtuigend argument dat twee vliegen in één klap slaat.
Referentie: arxiv.org/abs/1109.6087 : Fermi Bubbles als resultaat van Star Capture in het Galactische Centrum