Стрілець A*, який часто скорочується до Sgr A* і вимовляється як «зірка Стрільця А», — це надмасивна чорна діра, розташована в центрі нашої спіральної галактики, Чумацького Шляху.
Стрілець A* в основному сплячий і лише іноді поглинає газ або пил, але, за оцінками, його маса в мільйони разів перевищує масу нашого Сонця. Надмасивну чорну діру оточують ще багато таємниць, але експерти не зовсім у темряві, і подальші спостереження телескопа Event Horizon Telescope обіцяють розкрити більше.
Чорні діри зоряної маси та чорні діри середньої маси утворюються, коли масивні зірки припиняють ядерний синтез і більше не можуть підтримувати себе проти повного гравітаційного колапсу, але механізм, який утворює надмасивні чорні діри, такі як Стрілець A*, не зрозумілий, оскільки зірок немає. достатньо великий, щоб безпосередньо впасти в чорну діру такого розміру.
Два можливих механізму включають менші чорні діри, які розростаються до величезних розмірів за рахунок поглинання газу і пилу з навколишнього середовища або шляхом ієрархічного злиття менших чорних дір.
Стрілець A*: Розмір
У 2008 році астрономи Рейнхард Гензель і Андреа Гез визначили, що Стрілець A* має масу в 4,3 мільйона разів більшу за масу Сонця.
Астрономи також підрахували, що діаметр надмасивної чорної діри Чумацького Шляху становить близько 14,6 мільйонів миль (23,5 мільйона кілометрів). Це крихітне в порівнянні з самим Чумацький Шляхом, який має ширину 100 000 світлових років і 1000 світлових років завтовшки.
Також карликовий Стрілець A* являє собою газовий диск, що оточує його, який простягається від 5 до 30 світлових років, час від часу живлячи матерію Стрільця A*, викликаючи слабкі спалахи рентгенівських променів. Цей акреційний диск також пов’язаний з рентгенівськими випромінюваннями, викликаними тертям, що призводить до підвищення температури диска до 18 мільйонів градусів за Фаренгейтом (10 мільйонів градусів за Цельсієм).
Про Стрільця A* ще потрібно багато дізнатися, але перше зображення центральної чорної діри Чумацького Шляху, зроблене телескопом Event Horizon Telescope (EHT), може розкрити додаткові секрети космічного об’єкта, який сформував нашу галактику.
Стрілець A*: Спостереження
Усе в нашій галактиці віком 13,6 мільярдів років обертається навколо Стрільця A*, включаючи нашу Сонячну систему, яка розташована на відстані 26 000 світлових років.
Чорні діри, як відомо, важко помітити, зазвичай можна зробити висновок лише за впливом, який вони мають на навколишнє середовище. Це пояснюється тим, що вони не тільки не випромінюють світло, але й чорні діри затримують фотони за кордоном, який називається горизонтом подій, що робить їх вивчення безпосередньо в оптичному світлі майже неможливим.
Спостереження за Стрільцем A* із Землі стає ще важче через те, що вона оповита товстим екраном проміжного пилу.
На щастя, астрономи розробили інші способи отримати уявлення про Стрільця A*. Наприклад, масу центрального тіла та його радіус можна визначити, спостерігаючи за гравітаційним впливом, який воно має на об’єкти, що обертаються навколо нього.
Щоб спостерігати за Стрільцем A*, астрономи спостерігали за зіркою S2, яка обертається навколо Стрільця A* на відстані 11 мільярдів миль (18 мільярдів км) і зі швидкістю 17,1 мільйона миль/год (11,4 км/год). Зірка також має дуже еліптичну 16-річну орбіту.
Як був відкритий Стрілець A*?
Теорії, що стосуються Стрільця A* і його масового мешканця, сягають початку 1930-х років, коли Карл Янський знайшов радіосигнал, випромінюваний з місця в напрямку сузір’я Стрільця, спрямованого до центру Чумацького Шляху.
Компактне радіоджерело галактичного центру Стрілець A* було потім ідентифіковано в лютому 1974 року астрономами Брюсом Баліком і Робертом Л. Брауном. Саме в 1980-х роках астрономи сформулювали ідею, що центральний компактний об’єкт, ймовірно, буде чорною дірою такого розміру, який до того часу не можна було уявити.
У 1994 році Рейнхард Гензель і команда з Каліфорнійського університету в Берклі використали інфрачервону та субміліметрову спектроскопію, щоб зробити висновок про компактний об’єкт з масою, що в 3 мільйони разів перевищує масу Сонця в цьому регіоні.
Протягом наступного десятиліття астрономи продовжували виключати інших можливих кандидатів на цей об’єкт, включаючи зірки з щільними скупченнями, що посилило ідею про те, що Стрілець A* є надмасивною чорною дірою.
Переконливі докази того, що компактний об’єкт Стрілець A* є надмасивною чорною дірою, було отримано в 2018 році, коли астрономи спостерігали викиди, викликані магнітними взаємодіями від згустків гарячого газу поблизу чорної діри, що рухаються зі швидкістю приблизно 30% від швидкості світла. Дуже великий телескоп (VLT) обсерваторії (ESO).
Ці спостереження точно відповідали теоретичним прогнозам щодо гарячих точок, що обертаються поблизу чорної діри з масою чотири мільйони сонячних мас.
Чи проковтне Стрілець A* Чумацький Шлях?
Поширена помилка, що чорні діри всмоктують матеріал. Натомість вони просто захоплюють у свою гравітацію будь-яку матерію, яка наважується занадто близько. Отже, якби Сонце було замінено чорною дірою, Земля залишалася б стабільною та безпечною на своїй орбіті, хоча й позбавлена тепла та світла.
Багато чорних дір споживають матеріал, газ і пил або матеріал, вирваний з найближчих зірок, оточуючи їх у вигляді акреційного диска, який поступово подає речовину до центру.
Коли це трапляється, насильницькі умови в акреційному диску створюють потужні викиди та струмені з області, яка називається активним ядром галактики (AGN). Стрілець A* наразі не ковтає достатньо матерії для живлення AGN, і зірка чи інший об’єкт повинні були б вдаритися в нього майже безпосередньо, щоб бути поглиненими.
Однак це може змінитися приблизно через 4 мільярди років, коли Чумацький Шлях зіткнеться і зіллється з тривожними зірками Андромеди, створюючи ще одну, потенційно набагато більшу чорну діру, в яку зірки можуть натрапити.
Додаткові ресурси
Для отримання додаткової інформації про чорні діри перегляньте «Вступ до фізики чорних дір» Валерія П. Фролова та «Смерть від чорної діри – та інші космічні труднощі» Ніла Деграсса Тайсона.
Бібліографія
- Джонс. MH, Lambourne. RJA і сержант. S, «Вступ до галактик і космології», Cambridge University Press, 2015.
- НАСА, «Надмасивна чорна діра Стрілець А», серпень 2013 р.
- Пол В. Ходж, «Стрілець A*», Британська енциклопедія, доступ до травня 2022 року.
- NASA, «Чорні діри», доступ до травня 2022 року.
- В. Міллер Госс та інші, «Відкриття Sgr A*», Корнельський університет, ARxIV, травень 2003 р.
- Р. Абутер та ін., «Виявлення орбітальних рухів поблизу останньої стабільної кругової орбіти масивної чорної діри SgrA*», Astronomy & Astrophysics, Volume 618, October 2018.
- Ру-Сен Лу та ін., «Виявлення внутрішньої структури джерела на ~3 радіусах Шварцшильда за допомогою міліметрових VLBI спостережень Стрільця A*», Корнельський університет, ARxIV, травень 2018 р.
- Британська енциклопедія «Карл Янський», доступ до травня 2022 року.
- Хабблсайт, “Як ростуть чорні діри?”, доступ до травня 2022 року.
- Фрейзер Кейн, «Чи з’їсть наша чорна діра Чумацький Шлях?», Всесвіт сьогодні, серпень 2016 р.