Strēlnieks A* — Piena Ceļa centrs: supermasīvais melnais caurums

Atklāj Strēlnieku A* — Piena Ceļa centrā esošo supermasīvo melno caurumu: nolauzti mīti, S2 zvaigžņu pierādījumi un radio starojuma noslēpumi.

Strēlnieks A* (Sgr A*) ir spilgts astronomisks radio starojuma avots Piena Ceļa centrā. Tas atrodas Strēlnieka un Skorpiona zvaigznāju virzienā.

Radio starojuma avots ir daļa no lielāka astronomiskā objekta, kas pazīstams kā Strēlnieks A. Tiek uzskatīts, ka Strēlnieks A* ir supermasīvs melnais caurums, kāds atrodas vairuma spirālisko un eliptisko galaktiku centros. Zvaigznes S2 novērojumi, kas atrodas orbītā ap Strēlnieku A*, tika izmantoti, lai pierādītu Piena Ceļa centrālā supermasīvā melnā cauruma klātbūtni. Tas ļāva secināt, ka Strēlnieks A* ir šī melnā cauruma atrašanās vieta.

Ko par to zinām — galvenie dati

Balstoties uz precīziem zvaigžņu orbītu novērojumiem un radio interferometriju, Strēlnieks A* ir liels un kompakts objekts ar masu aptuveni 4–4,5 miljoniem Saules masu. Tas atrodas aptuveni 8 kiloparseku (apmēram 26 000 gaismas gadu) attālumā no Zemes. Tā notekgravitācijas reģiona (Schvarcšilda) leņķiska izmēra novērojumi un tiešās attēlveidošanas centieni liecina par noturīgu, kompakta objekta klātbūtni.

Novērojumi un pierādījumi

Ilgtermiņa astrometrijas novērojumi (Galaktiskā centra zvaigžņu klases, jo īpaši S2 orbīta) un spektroskopija no Very Large Telescope (VLT) un Keck teleskopiem sniedza spēcīgus pierādījumus, ka objekts ir ļoti masīvs un kompakts — īpaši zvaigznes S2 pericentru pāreja 2018. gadā, kurā tika novērota vispārējās relativitātes paredzētā gravitācijas sarkanā nobīde. Par šo darbu Andrea Ghez un Reinhard Genzel 2020. gadā saņēma Nobela prēmiju fizikā.

Radio viļņu garumā Strēlnieks A* tiek pētīts ar ļoti garu bāzi interferometrijā (VLBI), un 2022. gadā Event Horizon Telescope (EHT) komanda publicēja pirmos kontūra attēlus, kas atklāja koncentrisku, gredzenveida emisijas struktūru apkārt galvenajam kompakta reģionam. Attēlveidošana bija sarežģīta, jo Strēlnieks A* emisija ir ļoti mainīga laika gaitā, bet iegūtie rezultāti saskan ar melnā cauruma ēnas un akrecijas plūsmu modeļiem.

Fizika, akrecija un izlādes

Strēlnieks A* akrecijas līmenis ir salīdzinoši zems — tas nav aktīvs kvazārs ar spožu akrecijas disku, bet gan “kluss” supermasīvs melnais caurums ar zemu Eddingtona koeficientu. Tomēr reizēm tas spīd spožāk: tiek novērotas flares — īslaicīgas uzliesmošanas rentgena, infrarkanā un radio diapazonā, ko saista ar mainīgām akrecijas plūsmām, magnētiskām perturbācijām vai daļiņu paātrināšanos tuvumā pie notekgravitācijas reģiona.

Ap Strēlnieku A* redzama arī sarežģīta vidēja mēroga struktūra — pie galaktikas centra ir gāzes un putekļu torņi (piem., Circumnuclear Disk), kā arī blīvs zvaigžņu klasteris, kur dzīvo “S-zvaigznes” (S-star cluster). Šī vide ietekmē akreciju un iespējamo vāju, lokālu izplūdi vai džetus, taču lielu, stabili redzamu relativistisku džetu kā M87 centrālo objektu Strēlniekam A* nav.

Kāpēc Strēlnieks A* ir svarīgs

• Piena Ceļa centrs ir tuvākais labi novērojamais supermasīvais melnais caurums, tāpēc tas ir kritiski svarīgs gravitācijas, akrecijas un relativitātes testiem.
• Precīzie zvaigžņu orbītu dati ļauj tieši noteikt masas un izmērus ārpus iespējamas alternatīvas — tāpēc tas kalpo kā galvenais arguments supermasīvā melnā cauruma esamībai galaktiku centros.
• Strēlnieks A* pētījumi veicina mūsu izpratni par to, kā galaktiku centri evolūcionē un kā supermasīvie melnie caurumi mijiedarbojas ar apkārtējo vidi.

Nākotnes pētījumi

Nākotnē turpinās detalizēti novērojumi ar instrumentiem kā EHT, GRAVITY (optiskā/infra s interferometrija), nākamās paaudzes lielie teleskopi un X‑staru observatorijas. Mērķi ir precizēt notekgravitācijas reģiona ģeometriju, novērot relativistiskus efektus vēl tuvāk horizontam, saprast flaru mehānismus un izsekot maza mēroga struktūru laika gaitā. Šie pētījumi palīdzēs pārbaudīt vispārējo relativitāti spēcīgā gravitācijas laukā un labāk saprast mehānismus, kas regulē melno caurumu ietekmi uz to galaktiku vidi.

Meklēt pēc burta