Галактический центр

Перейти к навигацииПерейти к поиску
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).

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.

Расположение

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

Галактический центр находится на расстоянии 8,5 килопарсеков 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[1][2].

Экваториальные координаты Галактического центра (эпоха J2000.0):

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 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 1055 эрг.

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.[]

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 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 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[3][4]. 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[5].

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[6][7].

В галактическом центре имеется три возможных кандидата в чёрные дыры средней массы: HCN–0.009–0.044, IRS13E и CO–0.40–0.22[8].

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. Архивировано 26 августа 2014 года.
  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. Дата обращения: 14 марта 2007. Архивировано 29 января 2007 года.
  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 (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 2009. — Vol. 692. — P. 1075—1109. Архивировано 15 апреля 2019 года.
  5. ↑ Astronomers spot another giant black hole in our backyard | Science | AAAS. Дата обращения: 16 января 2016. Архивировано 17 января 2016 года.
  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 Архивная копия от 12 декабря 2018 на Wayback Machine // Nature, volume 556, pages 70-73, (05 April 2018)
  7. ↑ Астрономы нашли 12 чёрных дыр в окрестностях центра Галактики. Дата обращения: 10 февраля 2019. Архивировано 12 февраля 2019 года.
  8. ↑ 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

Веб-журнал Astronomy Picture of the Day

Видео