Центр Галактики - NiNa.Az

Галакти́ческий центр — сравнительно небольшая область в центре нашей Галактики, радиус которой составляет около 1000 парсеков и свойства которой резко отличаются от свойств других её частей. Образно говоря, галактический центр — это космическая «лаборатория», в которой и сейчас происходят процессы звёздообразования и в которой расположено ядро, когда-то давшее начало конденсации нашей звёздной системы.

Изображение области звездообразования Стрелец C (Sgr C), шириной 50 световых лет, в ближнем инфракрасном диапазоне полученное камерой NIRCam телескопа Джеймс Уэбб. Обширная область ионизированного водорода, показанная голубым цветом, окружает темное инфракрасное облако. Иглообразные структуры в эмиссии ионизированного водорода хаотично ориентированны во многих направлениях. Протяженность ионизированной области, охватывает около 25 световых лет.

Изображение размером 400 на 900 световых лет, составленное из нескольких фотографий телескопа «Чандра», с сотнями белых карликов, нейтронных звёзд и чёрных дыр в облаках газа с температурой в миллионы градусов. Внутри яркого пятна в центре изображения предположительно находится сверхмассивная чёрная дыра галактического центра (радиоисточник Стрелец A*). Цвета на снимке соответствуют рентгеновским энергетическим диапазонам: красный (низкая), зелёный (средняя) и синий (высокая).

Расположение

Комплекс радиотелескопов Atacama Large Millimeter Array в Чили на фоне Галактического центра

Галактический центр находится на расстоянии около 8 килопарсек от нашей Солнечной системы в направлении созвездия Стрельца. В галактической плоскости сосредоточено большое количество межзвёздной пыли, из-за которой свет, идущий от галактического центра, ослабляется на 30 звёздных величин, то есть в 10¹² раз. Поэтому центр невидим в  — невооружённым глазом и при помощи оптических телескопов. Галактический центр наблюдается в радиодиапазоне, а также в диапазонах инфракрасных, рентгеновских и гамма-лучей. Первое изображение ядра Галактики было получено в конце 1940-х годов А. А. Калиняком, В. И. Красовским и В. Б. Никоновым в инфракрасном диапазоне спектра.

Экваториальные координаты Галактического центра (эпоха J2000.0):

• Прямое восхождение : 17^ч 45^м 40.04^с
• Склонение: −29° 00′ 28.1″

Состав галактического центра

Самой крупной особенностью галактического центра является находящийся там звёздный балдж в форме эллипсоида вращения, большая полуось которого лежит в плоскости Галактики, а малая — на её оси. Балдж (от англ. bulge — «вздутие») — внутренний, яркий сфероидальный компонент спиральных галактик. Размер его колеблется от сотен парсеков до нескольких килопарсеков. Балдж галактики состоит в основном из старых звёзд, движущихся по вытянутым орбитам.

Отношение полуосей равно примерно 0,4. Орбитальная скорость звёзд на расстоянии около килопарсека составляет примерно 270 км/с, а период обращения — около 24 млн лет. Исходя из этого получается, что масса центрального скопления составляет примерно 10 млрд масс Солнца. Концентрация звёзд скопления резко увеличивается к центру. Звёздная плотность изменяется примерно пропорционально R^−1,8 (R — расстояние от центра). На расстоянии около килопарсека она составляет несколько солнечных масс в кубическом парсеке, в центре — более 300 тыс. солнечных масс в кубическом парсеке (для сравнения, в окрестностях Солнца звёздная плотность составляет около 0,07 солнечной массы на кубический парсек).

От скопления отходят спиральные газовые рукава, простирающиеся на расстояние до 3 — 4,5 тысяч парсеков. Рукава вращаются вокруг галактического центра и одновременно удаляются в стороны с радиальной скоростью около 50 км/с. Кинетическая энергия движения составляет 10⁵⁵эрг.

Внутри скопления обнаружен газовый диск радиусом около 700 парсеков и массой около ста миллионов масс Солнца. Внутри диска находится центральная область звёздообразования.

Галактический центр Млечного Пути в инфракрасном диапазоне.

Ближе к центру находится вращающееся и расширяющееся кольцо из молекулярного водорода, масса которого составляет около ста тысяч масс Солнца, а радиус — около 150 парсеков. Скорость вращения кольца составляет 50 км/с, а скорость расширения — 140 км/с. Плоскость вращения наклонена к плоскости Галактики на 10 градусов.

По всей вероятности, радиальные движения в галактическом центре объясняются взрывом, произошедшим там около 12 млрд лет назад.^{[источник не указан 399 дней]}

Распределение газа в кольце — неравномерное, образующее огромные газопылевые облака. Крупнейшим облаком является комплекс Стрелец B2, находящийся на расстоянии 120 парсеков от центра. Диаметр комплекса составляет 30 парсеков, а масса — около 3 млн масс Солнца. Комплекс является крупнейшей областью звёздообразования в Галактике. В этих облаках обнаружены все виды молекулярных соединений, встречающихся в космосе.

Ещё ближе к центру находится центральное радиусом около 15 парсек. В этом облаке периодически наблюдаются вспышки излучения, природа которых неизвестна, но которые свидетельствуют о происходящих там активных процессах.

Практически в самом центре находится компактный источник нетеплового излучения Стрелец A*, радиус которого составляет 0,0001 парсека (около 20,6 а. е.), а яркостная температура — около 10 млн градусов. Радиоизлучение этого источника, по-видимому, имеет синхротронную природу. Временами наблюдаются быстрые изменения потока излучения. Нигде в другом месте Галактики подобных источников излучения не обнаружено, зато подобные источники имеются в ядрах других галактик.

С точки зрения моделей эволюции галактик их ядра являются центрами их конденсации и начального звёздообразования. Там должны находиться самые старые звёзды. По всей видимости, в самом центре ядра Галактики находится сверхмассивная чёрная дыра массой (4,31 ± 0,36)⋅10⁶ масс Солнца, что показано исследованием орбит близлежащих звёзд. Излучение источника Стрелец А* вызвано аккрецией газа на чёрную дыру, радиус излучающей области (аккреционный диск, джеты) не более 45 а. е.

В 2016 году японские астрофизики сообщили об обнаружении в Галактическом центре второй гигантской чёрной дыры. Эта чёрная дыра находится в 200 световых годах от центра Млечного Пути. Наблюдаемый астрономический объект с облаком занимает область пространства диаметром 0,3 светового года, а его масса составляет 100 тысяч масс Солнца. Пока точно не установлена природа этого объекта — это чёрная дыра или иной объект.

В 2018 году на основе данных наблюдений рентгеновской космической лаборатории Chandra в Галактическом центре было обнаружено 12 маломассивных рентгеновских двойных систем, одним из компонентов которых с высокой вероятностью могут быть чёрные дыры звёздной массы. Возможно, на расстоянии 1 парсека от сверхмассивной чёрной дыры, которая связана с компактным радиоисточником Стрелец А*, может находиться 10—20 тыс. чёрных дыр.

В галактическом центре имеется три возможных кандидата в чёрные дыры средней массы: , и .

Примечания

1. R. Abuter; A. Amorim; M. Bauböck; J. P. Berger; H. Bonnet; W. Brandner; et al. (The GRAVITY collaboration) (April 2019). A geometric distance measurement to the Galactic center black hole with 0.3% uncertainty. Astronomy & Astrophysics. 625: L10. arXiv:1904.05721. Bibcode:2019A&A...625L..10G. doi:10.1051/0004-6361/201935656. S2CID 119190574. Архивировано 4 октября 2019. Дата обращения: 17 ноября 2024.
2. Цесевич В. П. § 80. Млечный Путь и строение Галактики // Что и как наблюдать на небе. — 4-е изд. — М.: Наука, 1973. — 384 с. Архивировано 26 августа 2014 года.
3. А. А. Калиняк, В. И. Красовский, В. Б. Никонов. Наблюдение области галактического центра в инфракрасных лучах // Доклады Академии наук СССР. — 1949. — Т. 66, вып. 1.
4. UCLA Galactic Center Group  (неопр.). Дата обращения: 14 марта 2007. Архивировано 29 января 2007 года.
5. Gillessen, S.; Eisenhauer, F.; Trippe, S.; Alexander, T.; Genzel, R.; Martins, F.; Ott, T. Monitoring Stellar Orbits Around the Massive Black Hole in the Galactic Center (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 2009. — Vol. 692. — P. 1075—1109. Архивировано 15 апреля 2019 года.
6. Astronomers spot another giant black hole in our backyard | Science | AAAS  (неопр.). Дата обращения: 16 января 2016. Архивировано 17 января 2016 года.
7. Charles J. Hailey, Kaya Mori, Franz E. Bauer, Michael E. Berkowitz, Jaesub Hong & Benjamin J. Hord. A density cusp of quiescent X-ray binaries in the central parsec of the Galaxy Архивная копия от 12 декабря 2018 на Wayback Machine // Nature, volume 556, pages 70-73, (05 April 2018)
8. Астрономы нашли 12 чёрных дыр в окрестностях центра Галактики  (неопр.). Дата обращения: 10 февраля 2019. Архивировано 12 февраля 2019 года.
9. Indication of Another Intermediate-mass Black Hole in the Galactic Center Архивная копия от 17 января 2019 на Wayback Machine, Draft version December 31, 2018 (PDF)

Литература

• Физическая энциклопедия / под ред. А. М. Прохорова, ст. «Галактический центр»
• Агекян Т. А. Звезды, галактики, метагалактика.
• Каплан С. А., Пикельнер С. Б. Физика межзвездной среды. — М. — 1979
• Кардашев Н. С. Феноменологическая модель ядра Галактики // в кн. Итоги науки и техники. Серия Астрономия, т. 24. — М. — 1983.
• Melia Fulvio. The Black Hole in the Center of Our Galaxy, Princeton U Press, 2003  (англ.)
• Eckart A., Schödel R., Straubmeier C. The Black Hole at the Center of the Milky Way. — London: Imperial College Press. — 2005  (англ.)
• Melia Fulvio. The Galactic Supermassive Black Hole. — Princeton U Press, 2007  (англ.)

Ссылки

• Рентгеновская обсерватория Чандра (англ.)
• Группа по исследованию Галактического центра из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (англ.)
• Группа по исследованию Галактического центра из Института космической физики имени Макса Планка (англ.)
• статья The Black Hole at the Center of the Milky Way (англ.)
• статья The dark heart of the Milky Way (англ.)
• статья Dramatic Increase in Supernova Explosions Looms (англ.)
• A simulation of the stars orbiting the Milky Way’s central massive black hole (англ.)

Веб-журнал Astronomy Picture of the Day

• Путешествие в центр Галактики
• Галактическое облако антивещества
• Sgr A*: Быстрые звезды вблизи центра Галактики
• В центре Млечного Пути
• Звездный пейзаж в центре Галактики

Видео

• Сверхмассивная Чёрная дыра (англ. Supermassive Black Hole).
• Движение звёзд вокруг Галактического центра Млечного Пути (англ. Star motion near Milky Way's galactic center).
• Галактический центр: Скрытая Вселенная (англ. The Galactic Center: Hidden Universe).
• Галактический центр и Стрелец A* — (слайд-шоу из изображений, полученных в обсерватории Чандра) (англ. Galactic Center & Sagittarius A*, Sequence of Chandra Images).
• Есть ли во Млечном Пути Чёрные дыры? (нем. Gibt es Schwarze Löcher in der Milchstraße?) — запись телепередачи «alpha-Centauri».