Skytten A *

Skytten A *
Sgr A * fotografert av Event Horizon Telescope og avslørt for publikum 12. mai 2022. Det er det første direkte visuelle beviset på tilstedeværelsen av et svart hull i sentrum av Melkeveien .
Oppdagelse14. februar 1974
KlassifiseringSvart hull
Avstand fra solen8 178 ± 13  stk
KonstellasjonSkytten
Koordinater
(den gang J2000 )
Høyre oppstigning17 t  45 m  40,045 s
Deklinasjon−29 ° 0 ′ 27,9 ″
Fysiske data
Masse4,1 × 10 6 M ⊙
Akselerasjon tyngdekraften på overflaten(estimert) 3 300 000  m / s² (340 000  g 0 ) [1]

Skytten A * (forkortet til Sgr A * ) er en svært lyssterk radiobølgekilde , som ligger i sentrum av Melkeveien , en del av den store strukturen kjent som Skytten A. Sgr A* er stedet for et supermassivt sort hull , en karakteristisk komponent i sentrene til mange elliptiske og spiralgalakser . Skytten A* ville ha en masse på omtrent 4 millioner ganger Solens masse og, i sentrum av galaksen vår, ville den utgjøre det himmellegemet som alle stjernene i Melkeveien, inkludert vår, gjør sin roterende bevegelse rundt .

Supermassivt svart hull

Flere forskningsgrupper har skaffet bilder av Sgr A * i bølgelengden til radiobølger ved bruk av svært lang baseinterferometri (VLBI); [2] bildene som ble oppnådd avslørte en akkresjonsskive og en relativistisk stråle som antyder et supermassivt sort hull. [3] Målingene har en oppløsning på en vinkeldiameter lik 37 buemikrosekunder med en estimert feil på +16 og -10. [3] A26 000  på avstanden tilsvarer en diameter på 44 millioner km . Til sammenligning er Jorden 150 millioner km fra Solen , mens planeten Merkur er 46 millioner km fra Solen på det nærmeste banepunktet. Sgr A * ville ha en radius på 13 millioner km.

Sgr A * har en estimert masse på omtrent 4,1 millioner solmasser; [4] siden denne massen er begrenset til en kule med en diameter på 44 millioner km, har den en tetthet som er ti ganger høyere enn tidligere anslått. Denne tettheten utelukker hypotesen om at det er noe annet enn et sort hull siden ved andre konsentrasjoner ville objektet ha kollapset eller fordampet på en tidsskala som er mindre enn Melkeveiens alder. [3]

Når vi kjenner til disse dataene, kan bare store avvik i oppførsel med samme tyngdekraft fra det generelle relativitetsteorien spådde , ugyldiggjøre hypotesen om at det var et svart hull. [5]

Det som observeres er imidlertid ikke et sort hull i streng forstand; den observerte radio- og infrarøde energien kommer fra gass og støv oppvarmet til millioner av kelvin når de faller ned i det sorte hullet. Det samme sorte hullet antas å sende ut kun Hawking-stråling ved ubetydelige temperaturer, i størrelsesorden1 × 10 −14  K. _

Observasjonshistorie

Den 6. oktober 2002 publiserte en internasjonal forskningsgruppe ledet av Rainer Schödel fra Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics resultatene av den 10-årige observasjonen av bevegelsen til stjernen S2 nær Sgr A *: Sgr A * er et usedvanlig kompakt objekt. [6] Ved å undersøke banen til S2, bestemte de at massen til Sgr A * var innenfor(2,6 ± 0,2) × 10 6  M ⊙ , begrenset i et volum med en radius som ikke overstiger 17 lystimer (120  au ). Etterfølgende observasjoner bestemte en masse på 3,7 millioner solmasser i et volum med en radius innenfor 6,25 lystimer (45 AU), eller 6,7 milliarder km. [7] [8]

I november 2004 kunngjorde en gruppe astronomer oppdagelsen av GCIRS 13E , det første bekreftede svarte hullet med mellommasse i vår galakse, som går i bane 3 lysår fra Sgr A *; dette sorte hullet1 300  M ⊙ ligger innenfor en klynge på syv stjerner. Disse observasjonene støtter teorien om at supermassive sorte hull vokser ved å absorbere stoff fra nærliggende stjerner og svarte hull med lavere masse [9] .

Nyere direkte observasjoner med Event Horizon Telescope -nettverket av radioteleskoper har fremhevet et magnetisk felt assosiert med det sorte hullet Sgr A * , et felt som driver selve det sorte hullet. Aktiviteten til Skytten A * , i sentrum av galaksen vår, gjør den til en slags "motor" som ved å assimilere saken om det som passerer i dens nærhet produserer energi i form av intens stråling. [10]

Skytten A * ble fotografert av Event Horizon Telescope og det første bildet ble utgitt 12. mai 2022 .

Sannsynlig interaksjon med mindre sorte hull

Siden de store mengdene gass og støv rundt Skytten A *, og mer generelt i de galaktiske sentrene, ville generere massive stjerner som ved slutten av livssyklusen deres ville utvikle seg til sorte hull, arbeidet en forskningsgruppe [11] på disse premissene ved å bruke data fra Chandra X-ray Space Telescope . Teamet identifiserte røntgensignaturene til tolv inaktive lavutslippsbinære stjerner innen tre lysår fra Sgr A *. Plasseringen og fordelingen av disse stjernesystemene har gjort det mulig for oss å anta tilstedeværelsen av hundrevis av stille sorte hull innen noen få lysår fra Sgr A * [12]

Oppdagelse av en gasssky

Noe uvanlig ble oppdaget allerede i 2002 , men det var i 2012 at oppdagelsen, publisert i Nature , av en sky av gass og støv som raskt nærmet seg det sorte hullet ble annonsert [13] . Skyen har fått navnet G2 og har en masse omtrent tre ganger jordens masse ; fra beregningene av dens bane ble det spådd at det i andre halvdel av 2013 ville nærme seg litt over 3000 ganger radiusen til det sorte hullets hendelseshorisont , tilsvarende ca.260  au . Til tross for at den ikke er på kollisjonskurs, kan skyens tilnærming til det sorte hullet forårsake en betydelig røntgenstråling og til og med et gigantisk oppbluss på det nærmeste punktet hvis skyen skulle knuses på grunn av de nåværende tidevannskreftene og materie. gravitasjonsbrønnen til det supermassive sorte hullet [13] .

Opprinnelsen til skyen er usikker; for noen forskere kan det være den ytre atmosfæren tapt av en massiv stjerne eller materie som kondenserte på en planet, men dannelsen som ikke skjedde på grunn av det for varme miljøet. Begivenheten vil vare mindre enn ti år [14] , kort tid på astronomisk skala, og vil bli observert av de største bakkebaserte radioteleskopene og romteleskopene i bane, som Chandra , XMM-Newton , EVLA , INTEGRAL , Swift og Fermi [15] .

Datasimuleringer tyder på at skyen ikke ville overleve møtet og at den ville bli delt opp i flere deler, hvorav noen ville falle ned i akkresjonsskiven og bli svelget av det sorte hullet; det som gjenstår ville endre form og bane [14] .

Til tross for den progressive tilnærmingen til det supermassive sorte hullet, er G2 fortsatt intakt [16] .

En oppfølgingsstudie av tidligere Hubble-observasjoner publisert i januar 2017 sporet bevegelsen av gasser som ved utstøting fra det sorte hullet danner enorme strukturer ( Fermi-bobler ) og gjorde det mulig å anslå alderen til disse boblene er rundt 2 millioner år gammel. [17]

Merknader

  1. ^ beregnet basert på verdien av en masse på4,31 × 10 6  M ⊙ , og en radius på13 × 10 6  km
  2. ^ Lyd film INAF, How a black hole is closely observed , på YouTube , mai 2022.
  3. ^ a b c "Hendelse-horisont-skalastruktur i den supermassive sorte hull-kandidaten ved det galaktiske senteret", Sheperd S. Doeleman, et al. , Nature , 455 , 78-80 (2008)
  4. ^ Stefan Gillessen et al. , Overvåking av stjernebaner rundt det massive svarte hull i Galactic Center , i The Astrophysical Journal , vol. 692, n. 2, 23. februar 2009, s. 1075-1109, DOI : 10.1088 / 0004-637X / 692/2/1075 .
  5. ^ "Bringing black holes into focus", Christopher S. Reynolds, Nature , 455 , 39-40 (2008) - PDF .
  6. ^ Schödel, R. et al. "En stjerne i en 15,2-årig bane rundt det supermassive sorte hullet i sentrum av Melkeveien." Nature, 419, 694–696, (2002) .446
  7. ^ Ghez, AM et al. "Den første målingen av spektrale linjer i en kortvarig stjerne bundet til galaksens sentrale svarte hull: et ungdommens paradoks." The Astrophysical Journal, 586, L127 – L131, (2003)
  8. ^ UCLA Galactic Center Group
  9. ^ S2 og Central Black Hole , på solstation.com , Sol Company. Hentet 27. april 2013 .
  10. ^ Vitenskap 4. desember 2015: Vol. 350 nr. 6265 s. 1242-1245 DOI: 10.1126 / science.aac7087
  11. ^ Charles J. Hailey et al . , En tetthetsknus av stillestående røntgenbinærer i den sentrale parsec av galaksen ( abstrakt ), i Nature , 556 , s. 70-73, DOI : 10.1038 / nature25029 .
  12. ^ Alberto Laratro, Ti tusen sorte hull i sentrum av Melkeveien , på media.inaf.it (redigert av), media.inaf.it , 4. april 2018.
  13. ^ a b S. Gillesson et al. , En gasssky på vei mot det supermassive sorte hullet ved Galactic Center , i Nature , vol. 481, januar 2012, s. 51–54, DOI : 10.1038 / nature10652 .
  14. ^ a b John Matson, Gas Guzzler: Cloud Could Soon Meet Its Demise in Milky Way's Black Hole , llnl.gov , Scientific American. Hentet 27. april 2013 (arkivert fra originalen 19. juni 2013) .
  15. ^ Wiki- side med foreslåtte observasjoner av G2-passasjen , på wiki.mpe.mpg.de. Hentet 27. april 2013 .
  16. ^ Arkivert kopi , på aliveuniverseimages.com . Hentet 7. juni 2014 (arkivert fra originalen 14. juli 2014) . og http://www.astronomerstelegram.org/?read=6110
  17. ^ Hubble: siste gassfall for rundt 6 millioner år siden , på nasa.gov .

Bibliografi

Relaterte elementer

Andre prosjekter

Eksterne lenker