Heiligenschein aus heissem Gas

Die Milchstrasse ist von einer riesigen Materiewolke umgeben. Das ergibt sich aus Beobachtungen des Röntgenteleskops Chandra.

Ilka Lehnen-Beyel
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So könnte die Wolke rund um eine winzige Milchstrasse aussehen. (Bild: Nasa)

So könnte die Wolke rund um eine winzige Milchstrasse aussehen. (Bild: Nasa)

Selbst unsere Heimatgalaxie, die Milchstrasse, ist immer wieder für Überraschungen gut: Jetzt haben US-Astronomen entdeckt, dass sie von einer dünnen, aber gigantischen Wolke aus heissem Gas eingehüllt ist. Zwar wussten Astronomen bereits, dass es rund um die Milchstrasse Materie gibt, doch die neuen Daten zeigen erstmals die Ausmasse der Wolke.

Absorbierte Strahlen

Die Gasansammlung ist nicht nur heisser als bisher gedacht, sondern auch grösser und massereicher. Kernstück der Studie sind Beobachtungen des Weltraum-Röntgenteleskops Chandra: Es hatte die Strahlung von acht hellen Röntgenquellen vermessen, die viele 100 Millionen Lichtjahre von uns entfernt sind. Dabei zeigte sich, dass die Röntgenstrahlen auf dem Weg in die Milchstrasse teilweise von Sauerstoff-Ionen in der Nachbarschaft unserer Galaxie absorbiert werden.

Enorme Temperaturen

Deren Temperatur ist hoch, berechnete das Team um Anjali Gupta von der Ohio State University: Vermutlich liegt sie zwischen einer und 2,5 Millionen Grad Celsius. Dieses Ergebnis passe zu den Daten früherer Studien, resümieren die Forscher – darin habe es Hinweise auf Anwesenheit von Gas mit Temperaturen von mehr als einer Million Grad Celsius gegeben. «Wir wissen also, das Gas ist rund um die Galaxie, und wir wissen, wie heiss es ist», kommentiert Gupta. «Die grosse Frage ist aber: Wie gross ist die Wolke und wie viel Masse besitzt sie?»

Auch darauf lieferte Chandra, zusammen mit dem Esa-Röntgenobservatorium XMM-Newton und dem japanischen Röntgenteleskop Suzaku, eine erste Antwort.

Zehn Milliarden Sonnen

Diese Antwort verblüfft die Forscher: Obwohl die Gaswolke sehr dünn ist, enthält sie insgesamt eine Masse, die der von mehr als zehn Milliarden Sonnen entspricht, möglicherweise sogar von sechzig Milliarden Sonnen. Damit liegt die Masse der Gaswolke in der gleichen Grössenordnung wie die Masse aller Sterne der Milchstrasse zusammengenommen.

Wie viel Materie dort tatsächlich versammelt ist, können die Astronomen noch nicht sagen – aus mehreren Gründen. So ist beispielsweise unklar, wie das Verhältnis von Sauerstoff zu Wasserstoff in der dünnen Wolke ist, wobei Letzterer das dominante Gas in der Wolke zu sein scheint.

Es fehlt viel Materie

Ebenfalls unklar ist die tatsächliche Grösse der Wolke. Sicher ist lediglich, dass sie sehr ausgedehnt ist: «Sie könnte sich ein paar 100 000 Lichtjahre um die Milchstrasse herum erstrecken oder auch noch deutlich weiter in die lokale Gruppe der Galaxien in der Nachbarschaft reichen», sagt Co-Autorin Smita Mathur. Auch sie lehrt und forscht an der Ohio State University.

Die neuen Daten helfen möglicherweise, das Mysterium der fehlenden baryonischen Masse zu erklären – eines der grossen ungelösten Rätsel des Kosmos. Baryonen sind die Teilchen, aus denen die «normale», sichtbare Materie zusammengesetzt ist. Die Kernteilchen Protonen und Neutronen gehören dazu.

Bisher übersehen?

Das Problem: Rechnet man die baryonische Masse aller Sterne, des interstellaren Gases und des Staubs in den Galaxien des Kosmos zusammen, kommt man auf einen Wert, der nicht einmal halb so hoch ist wie der, den theoretische Hochrechnungen ergeben.

Das Team um Gupta vermutet jetzt, dass sich diese fehlende baryonische Masse in heissen Gaswolken wie jener versteckt, die Chandra jetzt in der Milchstrasse entdeckt hat. Vermutlich seien diese Wolken bisher schlicht übersehen worden, da sie eine derart geringe Dichte haben.