Fermibubblor är kanske inte skyldiga till mystiska gammastrålningsutkast från ett svart hål

 

Fermibubblorna kan enligt många forskare tills nu vara relaterade till utsläpp av stora mängder energi som emitteras från det supermassiva svarta hålet i mitten av vår Vintergata. Vi vet att i andra galaxer kan supermassiva svarta hål som intar stora mängder materia driva ut högenergistrålning. Det är möjligt enligt många forskare att Vintergatans centrala svarta hål gick igenom en sådan fas tidigare och producerade jetstrålar som nu har lämnat de spår vi kallar Fermi Bubbles vi ser idag.

Gammastrålning eller γ-strålning är fotonstrålning, joniserande strålning av fotoner. Gammastrålning är den mest genomträngande form av strålar som förekommer i samband med radioaktivitet. Gammastrålning ingår i den kosmiska strålningen.

Fermi-bubblor upptäcktes första gången 2010. De är gigantiska bubblor av högenergigas som kommer från det galaktiska centrumet som sträcker sig över och under det galaktiska planet i galaxen med en omkrets av 50000 ljusår och expanderar med en hastighet av miljontals km i timmen. Vad som  skapade dem vet vi inte. Vintergatans supermassiva svarta hål är den tills nu ledande kandidaten till förklaring på dessa sedan miljontals år sedan skapade bubblor vilka sedan dess  rört sig utåt från en okänd källa (om vi inte ska acceptera det svarta hålet som källa rakt av) sedan dess.

 Fermi-bubblornas strålning är inte jämnt fördelad. I synnerhet finns det vad som beskrivs som en "kokong" av nyaccelererade kosmiska strålar i södra loben av Vintergatan, enligt en analys från 2011 som en del i superbubbelmiljön.

Nyligen har ett team av astronomer med ledning av astrofysiker Roland Crocker vid Australian National University i Australien lagt märke till något intressant då det nyligen upptäcktes en gammablixt i närheten av Vintergatan (inte i Vintergatan).

Ursprunget till dessa bubblor ses nu inte vara från Vintergatans svarta hål utan tros nu istället vara millisekundpulsarer i en liten dvärggalax som kretsar kring Vintergatan.

Upptäckten får konsekvenser för vår förståelse av Fermi-bubblornas källa men kan även få en inverkan på bredare forskningsområden såsom i sökandet efter mörk materia.

”Kokongens” (se ovan) placering sammanfaller direkt med placeringen av ett annat objekt – kärnan i Skyttens dvärgsfäroidgalax, en satellitgalax till Vintergatan som håller på att slitas isär och inordnas i Vintergatan.

Men det blir än mer intressant. ”Kokongen” och satellitgalaxen har också liknande form och orientering i rummet. Dock finns det möjliga felmarginaler i mätningsresultaten.

Om du ser något som avger gammastrålning i en större gammastrålningsstruktur är det förmodligen naturligt att anta att de två är relaterade. Men två saker med liknande form och inriktningar som ligger direkt i vår siktlinje som avger detta är märkligt.

Inte omöjligt dock. Men då måste det finnas en sannolik förklaring - till exempel en koppling mellan dessa två objekt (en koppling vi inte förstår i dag).

Forskarna bestämde sig för att undersöka kokongen för att se om dvärggalaxen möjligen kunde vara en alternativ förklaring till gammastrålningen som observerats däri.

De modellerade emissionen med en rad förklaringar (teorier)  inklusive kokongen inom bubblan och satellitgalaxen, och fann att satellitgalaxen med ganska stor trolighet var den mest troliga sändaren av gammastrålning i Fermibubble-kokongen.

Nästa fråga var naturligtvis varför det kunde ske. I Vintergatan genereras gammastrålar övervägande av kollisioner mellan kosmiska strålar och gas i det interstellära mediet.

Detta är inte möjligt  i denna satellitgalax. Den mindre satellitgalaxen faller genom gravitationen  in i Vintergatan och har gjort det under en tid; av troligen 2 till 3 miljarder år.

Inte heller har några massiva, kortlivade stjärnor försvunnit här som supernovor (inga spår av sådana skeenden finns här och därmed har inga stora kollisioner eller explosioner skett).

Den mest troliga förklaringen enligt teamet är därför millisekunders pulsarer. Neutronstjärnor (de kollapsade, ultratäta kärnorna av döda massiva stjärnor) med extremt snabba rotationshastigheter, på millisekundskalor; när de snurrar avger de strålar från sina poler - inklusive gammastrålning. Dessa skulle vara kompatibla med de senaste episoderna av stjärnbildning i satellitgalaxen och ha samma rumsliga fördelning som resten av stjärnpopulationen.

Detta fynd tyder på att dvärgsfäroidgalaxer som denna  kan producera mer gammastrålning än förväntat. 

I så fall kan de förvirra sökning efter signaler från mörk materia varav sökning här innebär sökningar efter ett överskott av gammastrålning som emitteras när partiklar av mörk materia och antipartiklar ömsesidigt förintar varandra.

Forskarna anser att resultatet av studien ovan  ger incitament till närmare undersökningar av små, svaglysande galaxer, för att se om vi behöver revidera vår förståelse av dvärgsfäroidgalaxer och de gamla populationer av stjärnor  de innehåller.

Forskningen utifrån ovan har nyligen publicerats i Nature Astronomy.

Bild flickr.com "Using data from NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope, scientists have recently discovered a gigantic, mysterious structure in our galaxy. This never-before-seen feature looks like a pair of bubbles extending above and below our galaxy's center".