Центр галактики млечный путь

Галактический центр

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 энергий частиц, соответствующих температуре до миллионов 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).

Галакти́ческий центр — сравнительно небольшая область в центре нашей Галактики, радиус которой составляет около 1000 парсек 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.

Расположение

Галактический центр находится на расстоянии 8,5 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 оптическом диапазоне — 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 : 17ч 45м 40.04с
  • Склонение: -29° 00′ 28.1″

Состав галактического центра

Самой крупной особенностью галактического центра является находящееся там звёздное скопление (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 парсек до нескольких килопарсек. 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 солнечных масс на кубический парсек).

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

Внутри скопления обнаружен газовый диск радиусом около 700 парсек 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 парсек. 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.

Распределение газа в кольце — неравномерное, образующее огромные газопылевые облака. Крупнейшим облаком является комплекс Стрелец B2, находящийся на расстоянии 120 парсек от центра. Диаметр комплекса составляет 30 парсек, 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 пылевое облако, 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 парсек (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 черной 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: HCN–0.009–0.044, IRS13E и CO–0.40–0.22.

Примечания

  1. Цесевич В. П. § 80. Млечный Путь и строение Галактики // Что и как наблюдать на небе. — 4-е изд. — М.: Наука, 1973. — 384 с.
  2. 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.
  3. UCLA Galactic Center Group
  4. 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 // The Astrophysical Journal. — 2009. — Vol. 692. — С. 1075—1109.
  5. Astronomers spot another giant black hole in our backyard | Science | AAAS
  6. 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 // Nature, volume 556, pages 70–73, (05 April 2018)
  7. Астрономы нашли 12 чёрных дыр в окрестностях центра Галактики
  8. ndication of Another Intermediate-mass Black Hole in the Galactic Center, 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 Астрономическая Картинка Дня

  • 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».

Поток Стрельца · Волопас II · Волосы Вероники · Шаровое скопление M54 · Паломар 12 · Segue 1 · Segue 2 · Терзан 7

Большая Медведица I · Большая Медведица II · Большой Пёс · Волопас I · Волопас III · Геркулес · Гончие Псы I · Гончие Псы II · Дева I · Дракон · Киль · Лев I · Лев II · Лев IV · Лев V · Малая Медведица · Насос 2 · Печь · Рыбы I · Рыбы II · Секстант I · Скульптор · Феникс · Чаша 2

Кольцо Единорога · Поток Девы · Копосов I · Копосов II · Segue 3 · Виллман 1

Положение
Ядро галактики
Рукава Рукав Центавра · Рукав Персея · Рукав Лебедя · Рукав Стрельца · Рукав Ориона
Галактики-спутники Магеллановы Облака Карликовая в Стрельце Карликовые галактики
(по названиям созвездий)
Другие

Что в центре нашей галактики

Вдалеке от ярких городских огней, безлунными вечерами, когда на небе становится отчетливо видно каждую звездочку, любуясь красотой звездного неба можно наблюдать протянувшуюся через все его необъятные просторы полосу белого цвета – Млечный Путь. Проходя через звездную россыпь таких созвездий южного полушария как Стрелец, Скорпион и Щит, обладающих множеством ярко светящихся звездных облаков Млечный Путь именно в этой части неба особенно красив и ярок. В этом же направлении расположен и центр самой Галактики.

«Сердце» Галактики

Газовые облака вокруг черной дыры

Центром нашей Галактики очень долгое время считалась планета Земля, затем учеными было сделано очередное ошибочное предположение, что центр Галактики Млечный Путь — это Солнце, но на самом деле «сердцем» данной Галактики является, расположившаяся там сверхмассивная всепоглощающая черная дыра, которая своими размерами почти в три миллиона раз крупнее Солнца.

Орбиты звезд вокруг центра Млечного пути

Подтверждение этого было получено учеными совсем недавно, благодаря регулярному, длившемуся на протяжении 15 лет, мониторингу области галактического центра телескопами ESO, расположенными на обсерваториях Ла Силья и Паранал.

Звезда-невидимка

Моделирование газового облака, которое было разорвано дырой

Черная дыра это своеобразная гигантская звезда-невидимка, увидеть которую невозможно даже посредством новейшего специализированного астрономического оборудования. Это связано с особенными физическими свойствами данной звезды, препятствующими какому-либо излучению с ее поверхности за счет невероятно большой силы притяжения. Обнаружение и исследование «звезд-невидимок» становится возможным только благодаря исследованию характерных явлений происходящих вблизи них. Именно поэтому на данный момент о самих черных дырах, как и об их реальном существовании, ученым известно относительно немного.

Затаившийся хищник

Моделирование падения газа на черную дыру

Все черные дыры в процессе своей «жизнедеятельности» способны обладать одним из двух состояний. Первое — это состояние покоя, в котором сейчас находится черная дыра в центре Млечного Пути, а второе — это состояние активности. Можно сказать, что дыра пульсирует, то поглощая приблизившиеся к ней вещества (неважно какой это объект — планета или астероид), то оставаясь в состоянии покоя, выжидая очередную жертву.

Газовое облако разорваное черной дырой в центре Млечного Пути

Вещества, попавшие в поле действия сил притяжения черной дыры, закручиваются по спирали, и постепенно дыра поглощает их. Но не одним рывком. «Жертва» то исчезает в темной бездне, то снова появляется, своеобразными рывками, на ее поверхности. Этот процесс можно сравнить со сливом воды в раковину. В момент, когда вода закручивается и приближается к сливу, часть ее энергии переходит в звуковую волну. Таким же образом и во время поглощения объектов черной дырой, возникает энергия.

Уникальные способности

Газ падающий в наш галактический центр (ИК-изображение)

Черная дыра Млечного пути, в отличие от других многочисленных космических тел, обладает уникальными способностями — преобразовывать материю в энергию и выталкивать вещество со скоростью близкой к скорости света. На данный момент во всей Вселенной не обнаружено ни одного подобного ей объекта, обладающего столь невероятными свойствами.

Виртуальное путешествие в центр галактики

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *