Toen Peter Predehl, astrofysicus aan het Max Planck Instituut voor Buitenaardse Fysica in Duitsland, voor het eerst de nieuwe kaart van de heetste objecten in het heelal onder ogen kreeg, herkende hij onmiddellijk de nasleep van een galactische catastrofe. Een heldergele wolk stak tienduizenden lichtjaren omhoog vanuit de platte schijf van de Melkweg, met een zwakkere tweeling die eronder werd weerspiegeld.
De structuur was zo duidelijk dat het nauwelijks nodig leek hem schriftelijk te beschrijven. Maar “Nature accepteerde het niet om simpelweg een foto te sturen en te zeggen: ‘OK, we kunnen dit zien,'” zei Predehl. “
De resultaten, die Nature op 9 december publiceerde, hebben een decennia oud idee van de marge naar de mainstream gebracht.
In de jaren ’50 zagen astronomen voor het eerst een radiogolf-uitzendende boog die boven – of ten “noorden” van – het galactische vlak hing. In de decennia daarna is de “Noordpooluitloper” een soort hemelse Rorschach test geworden. Sommigen zien de verspreide ingewanden van een ex-ster die relatief dichtbij is. Anderen zien bewijs voor een grotere explosie.
De controverse draait om de grootste hoofdpijn van elke astronoom: Als onderzoekers in de ruimte turen, hebben ze geen diepteperceptie. “We zien een 2D-kaart van een 3D-universum,” zei Kaustav Das, een onderzoeker aan het California Institute of Technology.
Decennialang geloofden de meeste astronomen dat de North Polar Spur deel uitmaakte van de lokale galactische buurt. Sommige studies concludeerden dat hij verbonden is met nabijgelegen gaswolken. Anderen keken naar de vervorming van achtergrondsterren en concludeerden dat het een supernovarestant is – een stoffige wolk die de grafsteen van een dode ster markeert.
Yet Yoshiaki Sofue, een astronoom aan de Universiteit van Tokio, heeft altijd gedacht dat de uitloper er funky uitzag voor een stellaire puinwolk. In plaats daarvan stelde hij zich de boog voor als een stuk van een enorme onzichtbare structuur – een paar bellen die het hart van het melkwegstelsel omspannen. Hij publiceerde simulaties in 1977 die digitale wolken lieten zien die op één lijn stonden met de uitloper, en sindsdien heeft hij iedereen die maar wilde luisteren verteld dat de uitloper in werkelijkheid tienduizenden lichtjaren boven de schijf zweeft. Hij beschreef het als een uitdijende schokgolf van een galactische calamiteit van miljoenen jaren geleden.
Maar als Sofue gelijk had, zou er ook een tweelingstructuur ten zuiden van het galactische vlak moeten zijn. Astronomen zagen geen spoor van deze tegenhanger, en de meesten bleven niet overtuigd.
Toen, in 2010, ving de Fermi ruimtetelescoop de zwakke gammastraling gloed op van twee enorme lobben, die zich elk ruwweg 20.000 lichtjaar uitstrekten van het centrum van het melkwegstelsel. Ze waren te klein om de noordelijke polaire uitloper te traceren, maar verder leken ze precies op de galactische wolken van heet gas die Sofue had voorspeld. Astronomen begonnen zich af te vragen: Als het sterrenstelsel ten minste één paar bellen had, maakte de uitloper misschien deel uit van een tweede stel?
“De situatie veranderde drastisch na de ontdekking van de Fermi-bellen,” zei Jun Kataoka, een astronoom aan de Waseda-universiteit in Japan die met Sofue heeft samengewerkt.
De nieuwe beelden hebben de verandering van mening verder gecementeerd. Ze zijn afkomstig van eROSITA, een röntgentelescoop in een baan die in 2019 is gelanceerd om het effect van donkere energie op clusters van sterrenstelsels te volgen. Het eROSITA-team heeft in juni een voorlopige kaart vrijgegeven, de vrucht van de eerste zes maanden van waarnemingen van de telescoop.
De kaart traceert röntgenbubbels die naar schatting 45.000 lichtjaar hoog zijn en de gammastraal Fermi-bubbels opslokken. Hun röntgenstralen schijnen van gas dat 3 miljoen tot 4 miljoen graden Kelvin meet terwijl het met 300 tot 400 kilometer per seconde naar buiten uitzet. En niet alleen ligt de noordelijke bel perfect in lijn met de uitloper, zijn spiegelbeeld is ook duidelijk, precies zoals Sofue voorspelde. “Ik was vooral blij om de zuidelijke bel duidelijk tentoongesteld te zien, zo vergelijkbaar met mijn simulatie,” zei hij.
Toch blijft een volledige interpretatie van alle North Polar Spur-waarnemingen complex; een nabijgelegen supernovarestant zou zich bijvoorbeeld per toeval vlak voor de röntgenbellen kunnen hebben geparkeerd, waardoor beide interpretaties elementen van waarheid krijgen. In september hebben Das en zijn medewerkers met behulp van de modernste waarnemingen van verre sterren aangetoond dat er op zo’n 450 lichtjaar afstand iets stofachtigs rondhangt – een steenworp, naar galactische maatstaven.