Das Zentrum unserer Galaxie ist hinter einer „Mauer“ aus dunklem Staub verborgen, der so dick ist, dass nicht einmal das Hubble-Weltraumteleskop in ihn eindringen kann. Die Astronomen Silas Laycock und Josh Grindlay (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) und Kollegen haben diesen Schleier gelüftet, um eine wunderschöne Aussicht mit Sternen zu enthüllen. Darüber hinaus hat ihre Suche nach bestimmten Sternen, die mit Röntgenstrahlen emittierenden Quellen assoziiert sind, eine von zwei Optionen für die Natur dieser Röntgenquellen ausgeschlossen: Die meisten sind anscheinend nicht mit massiven Sternen assoziiert, die sich als helle Gegenstücke in gezeigt hätten ihre tiefen Infrarotbilder. Dies deutet darauf hin, dass es sich bei den Röntgenquellen um weiße Zwerge handelt, nicht um Schwarze Löcher oder Neutronensterne, die Materie aus binären Begleitsternen mit geringer Masse ansammeln.
Ihre Studie wird heute auf einer Pressekonferenz auf dem 205. Treffen der American Astronomical Society in San Diego, Kalifornien, vorgestellt.
Um in das galaktische Zentrum zu blicken, nutzten Laycock und Grindlay die einzigartigen Fähigkeiten des Magellan-Teleskops mit einem Durchmesser von 6,5 Metern in Chile. Durch das Sammeln von Infrarotlicht, das leichter in Staub eindringt, konnten die Astronomen Tausende von Sternen entdecken, die sonst verborgen geblieben wären. Ihr Ziel war es, Sterne zu identifizieren, die röntgenemittierende weiße Zwerge, Neutronensterne oder Schwarze Löcher umkreisen und füttern - von denen jede die schwachen Röntgenquellen liefern könnte, die ursprünglich mit dem Chandra-Röntgenobservatorium der NASA entdeckt wurden.
Chandra entdeckte zuvor mehr als 2000 Röntgenquellen in den zentralen 75 Lichtjahren unserer Galaxie. Etwa vier Fünftel der Quellen emittierten meist harte (energiereiche) Röntgenstrahlen. Die genaue Natur dieser harten Röntgenquellen blieb ein Rätsel. Zwei Möglichkeiten wurden von Astronomen vorgeschlagen: 1) hochmassige Röntgenbinärsysteme, die einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch mit einem massiven Sternbegleiter enthalten; oder 2) kataklysmische Variablen, die einen stark magnetisierten weißen Zwerg mit einem massearmen Sternbegleiter enthalten. Die Bestimmung der Art der Quellen kann uns etwas über die Geschichte der Sternentstehung und die dynamische Entwicklung der Region in der Nähe des galaktischen Zentrums lehren.
"Wenn wir feststellen würden, dass die meisten harten Röntgenquellen hochmassige Röntgenbinärdateien sind, würde dies uns sagen, dass in letzter Zeit viele Sterne entstanden sind, weil massive Sterne nicht lange leben", sagt Laycock. "Stattdessen haben wir festgestellt, dass die meisten Röntgenquellen wahrscheinlich ältere Systeme sind, die mit massearmen Sternen assoziiert sind."
Diese Schlussfolgerung ergibt sich aus einem Nullergebnis: Das heißt, die meisten Gegenstücke zu den Röntgenquellen müssen schwächer sein als die erwartete Helligkeit, wenn die Röntgenquellen massive Begleiter hatten. Da massive Sterne sowohl selten als auch hell sind, wäre eine Assoziation mit den Röntgenquellen leicht zu erkennen gewesen. Kleinere Sterne sind häufiger und schwächer, was es schwierig macht, sie einer bestimmten Röntgenquelle zuzuordnen. Die Analyse der Infrarotbilder ergab nur eine zufällige Anzahl von Übereinstimmungen zwischen Sternen und den Orten der Röntgenquellen. Viele dieser Spiele waren wahrscheinlich auf das überfüllte Sichtfeld zurückzuführen.
„Die Tatsache, dass wir keinen signifikanten Überschuss an hellen Infrarot-Gegenstücken gefunden haben, bedeutet, dass die Chandra-Quellen des galaktischen Zentrums wahrscheinlich Binärdateien mit geringer Masse sind. Da die mit Abstand häufigsten Binärdateien mit geringer Masse und Röntgenleuchtkraft, Spektren und Variabilität, die den Chandra-Quellen des galaktischen Zentrums ähneln, magnetische weiße Zwerge ansammeln, schließen wir, dass dies die wahrscheinlichste Identifizierung ist “, sagt Grindlay.
Wenn die Röntgenquellen in der Nähe des galaktischen Zentrums weiße Zwerge ansammeln, könnte die große Anzahl der erforderlichen kompakten Binärdateien mit geringer Masse darauf hindeuten, dass sie sich in dem sehr dichten Sternhaufen um das galaktische Zentrum gebildet haben oder dort von ihnen „abgelagert“ wurden die Zerstörung von Kugelsternhaufen. Tiefere Infrarotbeobachtungen und Spektren der Quellen sind erforderlich, um tatsächliche Identifikationen vorzunehmen und die Massen der akkretierenden kompakten Objekte einzuschränken.
Das Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) mit Hauptsitz in Cambridge, Massachusetts, ist eine gemeinsame Zusammenarbeit zwischen dem Smithsonian Astrophysical Observatory und dem Harvard College Observatory. CfA-Wissenschaftler, die in sechs Forschungsabteilungen unterteilt sind, untersuchen den Ursprung, die Entwicklung und das endgültige Schicksal des Universums.
Originalquelle: CfA-Pressemitteilung
