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Fermi-Blasen sind Rülpser aus einem sternenfressenden Schwarzen Loch
Letztes Jahr machten Astronomen, die Daten des Fermi-Gammastrahlen-Teleskops der NASA im Orbit analysierten, eine außergewöhnliche Ankündigung. Sie sagten, Fermi habe zwei riesige Blasen entdeckt, die vom Zentrum der Galaxie ausgehen und sich etwa 20.000 Lichtjahre über und unter der galaktischen Ebene erstrecken.
Diese Blasen sind eindeutig eine Art Stoßwelle, bei der hochenergetische Elektronen mit Photonen wechselwirken und ihre Energie in Form von Gammastrahlen abgeben.
Aber was könnte eine solche Stoßwelle verursacht haben, die um ein Vielfaches größer ist, als Astronomen von einer Supernova erwarten würden?
Heute glauben Kwong Sang Chen von der University of Hong Kong und ein paar Kumpel, dass sie es wissen. Sie sagen, die Blasen seien die Überreste von Sternen, die von dem supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie gefressen wurden. Was diese Idee ist, könnte auch die Energieverteilung der kosmischen Strahlung erklären, über die Astronomen seit Jahrzehnten rätseln.
Das supermassive Schwarze Loch unserer Galaxie ist, nun ja, riesig – etwa 4 Millionen Mal massereicher als die Sonne. Chen und Co gehen davon aus, dass etwa alle 1000 Jahre ein Stern hineinfällt. Dabei wird ein Teil des Sterns vom Schwarzen Loch verschlungen, während der Rest in Form von hochenergetischen Protonen in den Weltraum zurückgeschleudert wird.
Diese Protonen erhitzen das Gas und den Staub, der das Schwarze Loch umgibt, wodurch eine expandierende Blase aus hochenergetischen Elektronen entsteht. Dieses kann sich in der Ebene der Galaxie, wo es absorbiert wird, nicht weit ausdehnen.
Aber die Elektronen können weit in den Raum oberhalb und unterhalb der galaktischen Ebene reisen und die von Fermi gesehenen Gammastrahlenblasen erzeugen. Dies erklärt, warum der Rand der Blase so gut definiert ist.
Aber es erklärt auch ein anderes der großen Rätsel, über das Astronomen schwitzen: die seltsame Energieverteilung der kosmischen Strahlung.
Es ist leicht vorstellbar, dass kosmische Strahlen mit höherer Energie seltener sein sollten als solche mit niedrigerer Energie. Aber wenn Astronomen die Anzahl der kosmischen Strahlen gegen die Energie aufstellen, gibt es weit mehr hochenergetische, als es sein sollte. Diese bilden im Diagramm ein „Knie“, daher der Name des Problems.
Das Modell von Chen und Co erklärt dieses Knie. Sie sagen, dass die hochenergetische kosmische Strahlung Protonen sein muss, die während dieses sternenfressenden Prozesses erzeugt wurden und ihren Weg zur Erde gefunden haben.
Es ist also die schiere Größe und Energie des Rülpsens des Schwarzen Lochs, die die besonders energiereichen Protonen im Spektrum erzeugt.
Ein überzeugendes Argument, das zwei Fliegen mit einer Klappe schlägt.
Ref: arxiv.org/abs/1109.6087 : Fermi-Blasen als Ergebnis des Einfangens von Sternen im galaktischen Zentrum