Herkunft, Alter und Natur noch unbekannt: Gewaltige Bogenstruktur umspannt den Großen Wagen

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Das Datenmosaik der „GALEX All-Sky Imaging Survey“ zeigt einen Teil des „Ursa-Major-Bogens“ im fernen UV-Bereich (130-180 nm). Copyright: A. Bracco/R. Benjamin/NASA-GALEX

Das Datenmosaik der „GALEX All-Sky Imaging Survey“ zeigt einen Teil des „Ursa-Major-Bogens“ im fernen UV-Bereich (130-180 nm).
Copyright: A. Bracco/R. Benjamin/NASA-GALEX

Zagreb (Kroatien) – Astronomen haben Teile eines nahezu perfekt kreisrunden Bogens ultravioletter Strahlung entdeckt, der das Sternbild des Großen Wagens umspannt. Es handelt sich um eine der größten Strukturen am nördlichen Himmel, die Astronomen dennoch bislang entgangen war. Die Forscher selbst vermuten, dass es sich um die Reste einer Explosion noch unbekannter Natur in rund 600 Lichtjahren Entfernung handelt.

Wie Andrea Bracco vom Ruđer-Bosković-Institut, Marta Alves von der Radboud-Universität in den Niederlanden und Robert Benjamin, von der  Universität von Wisconsin-Whitewater aktuell im Fachjournal „Astronomy & Astrophysics Letters“ (DOI: 10.1051/0004-6361/202037975) und jüngst  auf einem Online-Treffen der „American Astronomical Society“ (AAS) berichteten, ist das nun beschriebene und im UV-Licht sichtbare Teilstück dieses „Ursa-Major-Bogens“ 30 Grad lang, einen Bruchteil eines Grades dick und besteht aus komprimiertem, energetisiertem interstellarem Wasserstoffgas.

Die Entdeckung selbst geht auf eine Beobachtung im Jahr 1997 zurück, als Peter McCullough, heute Astronom am „Space Telescope Science Institute“, eine experimentelle Kamera verwendete, und damit eine schwache, zwei Grad lange gerade Linie von H-Alpha-Wasserstoffgas entdeckte (was in etwas der Länge von fünf nebeneinander aufgereihten Vollmonden entspricht). H-alpha ist eine optische (rote) Emissionslinie, die von Wasserstoffgas erzeugt wird. “In der Astronomie sieht man aber fast nie perfekt gerade Linien am Himmel”, erläutert der von McCullough auf die Entdeckung aufmerksam gemachte Benjamin und erinnert sich weiter: “Ich war wirklich interessiert und Peter und ich haben zusammen eine Artikel geschrieben, in dem wir erklärten, dass es da diese Linie gibt und danach fragen, was das denn sein könnte?”

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Fast 20 Jahre später erregte diese Arbeit dann die Aufmerksamkeit von Marta Alves, die sich entschied, das Objekt mit LOFAR, dem europäischen Netzwerk von Niederfrequenz-Radioteleskopen, zu beobachten: “Die Tatsache, dass wir so Daten in verschiedenen Wellenlängen erhalten, erlaubt es, mehr Einschränkungen hinsichtlich des physikalischen Ursprungs abzuleiten.“ Ihre Kollegin Andrea Bracco fand dann den ultravioletten Lichtbogen, als sie nach Archivdatensätzen suchte, die ihnen helfen könnten, die niederfrequenten Funkbeobachtungen zu interpretieren.“

Zur Überraschung der Astronomin erweiterte sich die Zwei-Grad-Linie von H-alpha auf diesen ultravioletten Beobachtungsabbildungen nun zu einen 30-Grad-Bogen. “Ehrlich gesagt konnte ich nicht glauben, dass eine so große Struktur am Himmel noch nicht bekannt war“, erinnert sich Bracco.

Der „Ursa-Major-Bogen“ am simulierten nördliche Sternenhimmel (von Chicago aus betrachtet) am Morgen des 4. June 2020 im UV-Bereich sowie das bereits 1997 entdeckte, 2 Grad lange Filament (rot). (Illu.) Copyright: Stellarium.org

Der „Ursa-Major-Bogen“ am simulierten nördliche Sternenhimmel (von Chicago aus betrachtet) am Morgen des 4. June 2020 im UV-Bereich sowie das bereits 1997 entdeckte, 2 Grad lange Filament (rot). (Illu.)
Copyright: Stellarium.org

Eine weitere Bestätigung der Existenz des Bogens erfolgte dann, als das Team eine Gruppe von Amateurastronomen in Massachusetts kontaktierte, die mit einem in New Mexico stationierten Roboterteleskop ihre eigene Vermessung des Himmels durchführten: die MDW-H-Alpha-Vermessung (Mittelman / di Cicco / Walker). Dieser Gruppe gelang dann einen 10 Grad langen Abschnitt eines optischen Lichtbogens in demselben Bereich aufzudecken, in dem der ultraviolette GALEX-Lichtbogen zu sehen war.

Eine Auswertung der gesammelten Daten zeigt nun, dass es sich um die Reste einer sich immer noch fortsetzenden Stoßwelle handelt, die 60 Grad über der Ebene der Milchstraßengalaxie auftrat. Die Entfernung, Alter und Natur der Explosion, die die Stoßwelle erzeugt hat, sind höchst ungewiss. Das Team schätzt aber, dass die Explosion – vermutet wird einen Sternenexplosion – vor mehr als 100.000 Jahren in einer Entfernung von ungefähr 600 Lichtjahren stattgefunden hat.

In einem nächsten Schritt wollen die Astronominnen und Astronomen nun den Bogen mit nun in weiteren Wellenlängen untersuchen. “Das ermöglicht uns Beobachtungen, wie sie die bereits vorliegenden UV- und H-Alpha-Daten ergänzen würden.“

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Quelle: University of Wisconsin Whitewater

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