Die kombinierten Beobachtungen von zwei Generationen von Röntgenraumteleskopen haben nun ein vollständigeres Bild der Natur von Hochgeschwindigkeitswinden ergeben, die aus supermassiven Schwarzen Löchern ausgestoßen werden. Wissenschaftler, die die Beobachtungen analysierten, stellten fest, dass sich die mit diesen Schwarzen Löchern verbundenen Winde in alle Richtungen bewegen können und nicht nur in einen schmalen Strahl, wie zuvor angenommen. Die Schwarzen Löcher befinden sich im Zentrum aktiver Galaxien und Quasare und sind von Akkretionsscheiben aus Materie umgeben. Solche breiten, expansiven Winde können die Sternentstehung in der gesamten Wirtsgalaxie oder im Quasar beeinflussen. Die Entdeckung wird zu Überarbeitungen der Theorien und Modelle führen, die die Entwicklung von Quasaren und Galaxien genauer erklären.
Die Beobachtungen wurden mit den XMM-Newton- und NuSTAR-Röntgenraumteleskopen des Quasar PDS 456 durchgeführt. Die Beobachtungen wurden in der obigen Grafik zusammengefasst. PDS 456 ist ein heller Quasar, der im Sternbild Serpens Cauda (in der Nähe von Ophiuchus) lebt. Das Datendiagramm zeigt sowohl eine Spitze als auch eine Talsohle im ansonsten nominalen Röntgenemissionsprofil, wie durch die NuSTAR-Daten (rosa) gezeigt. Der Peak repräsentiert Röntgenemissionen, die auf uns gerichtet sind (d. H. Unsere Teleskope), während der Trog eine Röntgenabsorption ist, die anzeigt, dass der Ausstoß von Winden aus dem supermassiven Schwarzen Loch in viele Richtungen erfolgt - effektiv eine Kugelschale. Das Absorptionsmerkmal, das Eisen im Hochgeschwindigkeitswind verursacht, ist die neue Entdeckung.
Röntgenstrahlen sind die Signatur der energischsten Ereignisse im Kosmos, werden aber auch von einigen der fügsamsten Körper - Kometen - erzeugt. Die Vorderkante eines Kometen wie Rosettas P67 erzeugt Röntgenemissionen durch die Wechselwirkung energetischer Solarionen, die Elektronen von neutralen Partikeln im Koma des Kometen (Gaswolke) einfangen. Die Beobachtungen eines supermassiven Schwarzen Lochs in einem Milliarden von Lichtjahren entfernten Quasar beinhalten die Erzeugung von Röntgenstrahlen in weitaus größerem Maßstab durch Winde, die offensichtlich Einfluss auf galaktischen Maßstab haben.
Die Untersuchung sternbildender Regionen und der Entwicklung von Galaxien hat sich auf die Auswirkungen von Stoßwellen aus Supernova-Ereignissen konzentriert, die während der gesamten Lebensdauer einer Galaxie auftreten. Solche Stoßwellen lösen den Zusammenbruch von Gaswolken und die Bildung neuer Sterne aus. Diese neue Entdeckung durch die gemeinsamen Anstrengungen zweier Weltraumteleskopteams bietet Astrophysikern neue Einblicke in die Entstehung von Sternen und Galaxien. Supermassive Schwarze Löcher, zumindest zu Beginn der Entstehung einer Galaxie, können die Sternentstehung überall beeinflussen.
Sowohl das von der ESA gebaute XMM-Newton- als auch das NuSTAR-Röntgen-Weltraumteleskop, eine NASA-Mission der SMEX-Klasse, verwenden streifende Einfallsoptiken, nicht Glas (Brechung) oder Spiegel (Reflexion) wie bei herkömmlichen Teleskopen für sichtbares Licht. Der Einfallswinkel der Röntgenstrahlen muss sehr flach sein, und folglich wird die Optik im Fall von NuSTAR auf einem 10-Meter-Fachwerk und über einem starren Rahmen auf dem XMM-Newton ausgefahren.
Das von der ESA gebaute XMM-Newton wurde 1999 auf den Markt gebracht, ein Design der älteren Generation, das einen starren Rahmen und eine starre Struktur verwendete. Das gesamte Verkleidungsvolumen und die Hubfähigkeit der Trägerrakete Ariane 5 wurden benötigt, um den Newton in die Umlaufbahn zu bringen. Das neueste Röntgenteleskop - NuSTAR - profitiert von zehn Jahren technologischen Fortschritts. Die Detektoren sind effizienter und schneller, und der starre Rahmen wurde durch ein kompaktes Fachwerk ersetzt, dessen Einsatz 30 Minuten dauerte. Infolgedessen wurde NuSTAR mit einer Pegasus-Rakete gestartet, die auf einer L-1011 huckepack getragen wurde, einem deutlich kleineren und kostengünstigeren Startsystem.
Diese Beobachtungen werden nun effektiv an die Theoretiker und Modellierer weitergegeben. Die Daten sind wie eine neue Zutat im Teig, aus der eine Galaxie und Sterne gebildet werden. Die Modelle der Galaxien- und Sternentstehung werden sich verbessern und genauer beschreiben, wie Quasare mit ihren aktiven supermassiven Schwarzen Löchern in ruhigere Galaxien wie unsere eigene Milchstraße übergehen.
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