Bilder des Orionnebels mit seiner heißen Gasblase. Links ist ein Röntgenbild zu sehen, das vom XMM-Newton aufgenommen und für Photonenenergien farbcodiert wurde. Rechts ein vom XMM-Newton aufgenommenes zusammengesetztes Bild und ein Mittelinfrarotbild des Spitzer-Weltraumteleskops mit dem Plasma in Blau. Bildnachweis: Manuel Güdel et al. © Wissenschaft 2008.

In großem Maßstab wird die Milchstraße als eine riesige kalte Region angesehen, die von vereinzelten heißen Wolken und Sternhaufen durchzogen ist. Während ein großer Teil dieses Raums kalt und leer ist, haben Forscher kürzlich das Phänomen des Trichters von heißem Plasma entdeckt. Das fließende Plasma kann durch den leeren Raum von einer Region zur anderen fließen und ansonsten isolierte Wolken und Cluster in der gesamten Galaxie verbinden.

Forscher Manuel Güdel vom Paul Scherrer Institut in der Schweiz und Kollegen aus der Schweiz, Frankreich und den USA haben kürzlich das Phänomen des Plasmaflusses erstmals im Orionnebel beobachtet. Basierend auf Bildern, die mit einem Röntgensatelliten namens XMM-Newton aufgenommen wurden, beobachteten die Forscher die Existenz eines millionenschweren Plasmas, das vom Nebel in das benachbarte interstellare Medium und dann in den benachbarten Superbubble Eridanus fließt.

"Obwohl es ein theoretisches Modell gab, das heiße Gasblasen vorhersagte, die von nur einem massereichen Stern gesprengt wurden, wurde dies erst entdeckt, als wir eine Bestätigung im Orionnebel fanden", sagte Güdel gegenüber PhysOrg.com . „Wir haben nicht danach gesucht - wir haben diese diffuse Emission tatsächlich zufällig gefunden, als wir uns die vielen Sternröntgenpunktquellen auf dem Feld angesehen haben. Da frühere Forscher keine diffuse Röntgenemission aus solchen Sternentstehungsgebieten gemeldet haben, sondern eher gegen ihre Anwesenheit argumentierten, waren wir in der Tat überrascht, eine solche bedeutende Emission in großen Regionen des Nebels zu finden. “

Der Orionnebel beherbergt mehrere tausend junge Sterne (weniger als ein paar Millionen Jahre alt), und fast jeder dieser Sterne sendet heftig Röntgenstrahlen aus. Die Kameras des Satelliten beobachteten die Röntgensterne, nahmen jedoch auch eine separate, schwächere Emission in den ausgedehnten Teilen des Nebels auf. Bei der Untersuchung des Spektrums dieser Emission stellten die Wissenschaftler fest, dass die Energie ein Millionen-Grad-Plasma anzeigt. Ein dichter Schleier neutralen Gases verbarg wahrscheinlich das heiße Plasma vor früheren Beobachtungen, wie denen des Chandra-Röntgenobservatoriums, die nichts erkannten.

Die Forscher entdeckten nicht nur ein neues Phänomen, sondern glaubten auch zu wissen, was das superheiße Plasma im großen Maßstab verursacht. Wie die Wissenschaftler erklären, ist der Energiebedarf für die Erhitzung eines solchen ungeheuren Gases "hoch". Die jungen Sterne im Orionnebel scheinen nicht in der Lage zu sein, eine so heiße, energetische Struktur zu beherbergen.

Die Forscher sind jedoch der Meinung, dass genügend Energie von den schnellen Winden der Sterne in einer dichten Region im Nebel, dem Trapez, kommen könnte - einer kleinen Gruppe massereicher Sterne, die fast ausschließlich für das optische Licht verantwortlich ist, das wir vom Orionnebel sehen. Die Winde der Trapezsterne, die mit dem umgebenden Gas kollidieren, könnten genug kinetische Energie erzeugen, um Stoßwellen zu erzeugen, die das Gas auf Millionen von Grad erwärmen können.

In den meisten Fällen bleibt ein solches heißes Plasma in seinem Hohlraum eingeschlossen und wird von Gasen und Staub eingeschlossen, die sich nicht mit dem Plasma vermischen. In diesem Fall haben das Plasma und das umgebende kühlere Gas jedoch sehr ähnliche Drücke, und dieses drucknahe Gleichgewicht ermöglicht es dem Plasma, aus seinem Hohlraum in den kühlen interstellaren Raum auszutreten. Er strömt mit einer Geschwindigkeit von einigen zehn Kilometern pro Sekunde auf das nahe gelegene Eridanus-Superbubble zu und versorgt diese riesige interstellare Region mit heißem Gas.

Die Entdeckung des durchdringenden Plasmas im Orion ist ungewöhnlich, da angenommen wurde, dass für ein solches großflächiges Plasma große Gruppen massereicher Sterne als Energiequelle benötigt werden, die im Orionnebel nicht zu finden sind. Wenn heißes Plasma in einer Region mit einer geringen Anzahl massereicher Sterne auftreten kann, ist das Phänomen in der Galaxie möglicherweise häufiger als von Astronomen angenommen.

"In einigen extrem massiven Sternentstehungsgebieten wurde heißes Gas beobachtet, und ein Teil dieses Gases könnte durch Supernova-Explosionen erzeugt worden sein", sagte Güdel. „Der Orionnebel ist jedoch die erste (bescheidenere) Region, die dieses Phänomen aufweist, und es gibt keine Supernova, die für dieses Phänomen verantwortlich ist. Solche bescheideneren Regionen der Sternentstehung sind in der Galaxie natürlich häufiger als die extremeren Fälle. Aus diesem Grund glauben wir, dass Plasmaabflüsse aus Sternentstehungsgebieten weit verbreitet sind. “

Während die Forscher mehr über die Möglichkeiten erfahren, die in unserer Galaxie auftreten können, verstehen sie auch besser die Frühgeschichte unserer Sonne und unseres Sonnensystems und vielleicht auch anderer, die es mögen.

"Das heiße Gas und die Röntgenstrahlen, die es aussendet, interagieren mit der kühlen, molekularen Umgebung, in der sich Sterne bilden", sagte Güdel. „Es kann die Umgebung von Sternen beeinflussen - zum Beispiel zirkumstellare Akkretionsscheiben, in denen sich Planeten bilden -, indem es zur Ionisierung dieser Scheiben beiträgt. Solche Effekte müssen jedoch weiter untersucht werden. “

Weitere Informationen: Güdel, Manuel, Briggs, Kevin R., Montmerle, Thierry, Audard, Marc, Rebull, Luisa und Skinner, Stephen L. 319, 18. Januar 2008.

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