// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
Röntgenanalyse zeigt Supernova-Relikt im Zentrum der Milchstraße so klar wie nie
Verwirrendes Gewimmel im Zentrum der Milchstraße: Das Supernova-Relikt Sgr A East überlagert sich im Röntgenlicht mit heißem Gas rund um das Schwarze Loch Sagittarius A*. Nun haben Astronomen die Signale erstmals weitgehend getrennt. Die neuen Karten zeigen einen eisenreichen Kern, eine reflektierte Stoßfront und einen engeren Kontakt mit dichtem Molekülgas als bisher erkennbar.
Cambridge (U.S.A.). Das Zentrum der Milchstraße ist ein Röntgen-Puzzle. Auf wenigen Lichtjahren drängen sich das supermassereiche Schwarze Loch Sagittarius A*, heiße Sternwinde, zahlreiche schwache Röntgenquellen und die glühenden Reste früherer Explosionen. Genau dort liegt Sgr A East, ein Supernova-Relikt, dessen Strahlung sich seit langem nur schwer vom heißen Umfeld trennen lässt.
Das erschwert ausgerechnet die Fragen, die für die Geschichte dieses Relikts entscheidend sind. Wie ist sein eisenreiches Auswurfmaterial verteilt? Wo trifft die Stoßwelle auf dichtes Gas? Und welche Eigenschaften gehören wirklich zu Sgr A East, statt zum heißen Plasma rund um Sagittarius A*?
Forscher des Trottier Space Institute at McGill (TSI) um Mayura Balakrishnan haben nun 1,3 Millionen Sekunden Beobachtungszeit des Röntgenteleskops Chandra zusammengeführt. Punktquellen wurden aus den Daten entfernt. Anschließend setzte das Team eine Signaltrennung namens Poissonian Generalized Morphological Component Analysis ein, kurz pGMCA. Das Verfahren sucht nach räumlich und spektral unterschiedlichen Mustern und kann dadurch Röntgenkomponenten entflechten, die sich am Himmel überlagern.
So ließen sich drei wesentliche Beiträge auseinanderhalten: das vom Sternwind gespeiste heiße Plasma im Umfeld des Schwarzen Lochs, die diffuse Röntgenemission des galaktischen Zentrums und Sgr A East selbst. Im zentralen Auswertebereich des Relikts stammen nach der Trennung mehr als 80 Prozent des modellierten Signals von Sgr A East. Die übrigen Komponenten sind schwächer, beeinflussen das Spektrum aber messbar.
Die bereinigten Karten zeigen einen stark konzentrierten eisenreichen Kern und eine umgebende Struktur, in der unter anderem Schwefel, Argon und Kalzium hervortreten. Das passt zur sogenannten Mischmorphologie vieler Supernova-Relikte: Im Radiobereich erscheint eine Schale, während die heiße Röntgenstrahlung stärker im Inneren konzentriert ist. Durch den Vergleich mit Daten anderer Wellenlängen konnte das Team zudem die Lage einer reflektierten Stoßfront eingrenzen.
Besonders deutlich ändert die Signaltrennung die Plasmadiagnose. Für das eisenreiche Auswurfmaterial ermitteln die Forscher ein Ionisationsalter von rund 3,7 mal 10 hoch 9 Kubikzentimeter pro Sekunde. Dieser Kennwert ist das Produkt aus Elektronendichte und der Zeit seit der Aufheizung durch einen Schock. Er liegt fast zwei Größenordnungen unter Werten aus einigen früheren, räumlich stärker vermischten Analysen.
Der niedrige Wert bedeutet deshalb nicht, dass Sgr A East erst vor wenigen Jahrzehnten entstanden ist. Die neuen Karten liefern zugleich Hinweise auf starke Kompression. Wenn der Schock das Gas stark verdichtet, kann das Plasma trotz des kleinen Ionisationsalters zu einem seit Jahrtausenden existierenden Relikt gehören. Genau diese Trennung von Dichteeffekt und tatsächlichem Alter war mit stärker verunreinigten Spektren schwieriger.
Auch die Umgebung wird auf den neuen Karten deutlicher. Sgr A East stößt an dichtes Molekülgas, besonders an die sogenannte 50-Kilometer-pro-Sekunde-Wolke. Die Kombination aus Röntgen- und Mehrwellenlängendaten spricht dafür, dass der Explosionsrest Gas komprimiert und schockgeheizt hat. Wahrscheinlich hat er dabei Hohlräume und Verdichtungen mitgeprägt, die heute die dreidimensionale Struktur des galaktischen Zentrums bestimmen.
Die sauberere Trennung liefert auch neue Hinweise zur Herkunft der Supernova, entscheidet die Frage aber nicht. Das isolierte Spektrum enthält viel Eisen und Kalzium, während Schwefel und Argon vergleichsweise schwächer ausfallen. Dieses Muster ist qual