Sagittarius A* — vad är Vintergatans supermassiva svarta hål?

Utforska Sagittarius A* — Vintergatans supermassiva svarta hål. Upptäck observationerna, stjärnornas omloppsdata och vad detta innebär för vår galax. Läs mer nu.

Sagittarius A* (Sgr A*) är en ljus astronomisk radiokälla i mitten av Vintergatan. Den ligger i riktning mot stjärnbilderna Skytten och Skorpionen och ingår i det större radiosystemet Sagittarius A. Forskarna anser att Sagittarius A* är ett supermassivt svart hål, liknande dem som finns i centrum av de flesta spiral- och elliptiska galaxer. Observationer av stjärnor i dess omgivning — framför allt stjärnan S2 — gav avgörande bevis för att ett mycket tungt, kompakt objekt finns i Vintergatans centrum, och att detta objekt bäst förklaras som ett svart hål.

Vad säger mätningarna?

Genom noggranna mätningar av stjärnornas banor runt centrum har astronomer bestämt massan och placeringen av det centrala objektet. Stjärnan S2 har en omloppstid på ungefär 16 år och rör sig i en mycket excentrisk bana som tar den mycket nära det centrala objektet. Dessa observationer visar att massan som ligger innanför S2:s periaps är av ordningen några miljoner gånger solens massa (ungefär 4 × 10⁶ M☉). Resultaten belönades indirekt med Nobelpriset i fysik 2020 till Reinhard Genzel och Andrea Ghez för deras upptäckter om ett kompakt, massiv objekt i Vintergatans centrum.

Storlek och synliga egenskaper

Trots sin stora massa är det centrala svarta hålets faktiska händelsehorisont mycket litet i astronomiska termer: Schwarzschildradien för ett svart hål med massan ~4 × 10⁶ M☉ är i storleksordningen 1,2 × 10¹⁰ meter (~12 miljoner km), ungefär 0,08 astronomiska enheter. På avståndet till Vintergatans centrum (cirka 26 000 ljusår eller ≈8 kpc) motsvarar detta en vinkeldimension på storleksordningen några tiotal mikroarcsekunder — varför studier kräver mycket hög upplösning.

Hur observerar man Sagittarius A*?

Man studerar Sgr A* i flera våglängder:

• Radio: Sgr A* upptäcktes som en kompakt radiokälla och följts med radioteleskop som VLA, ALMA och nätverk som Event Horizon Telescope (EHT).
• Infrarött och optiskt: med hjälp av adaptiv optik på stora teleskop (t.ex. Keck och VLT) kan man följa individuella stjärnors banor kring centrum.
• Röntgen och röntgenfläckar: instrument som Chandra och XMM-Newton observerar sporadiska kraftiga utbrott (flares) i röntgen- och IR-bandet som kommer från material nära det svarta hålet.

Bilder, fläckar och tester av allmän relativitet

Event Horizon Telescope släppte 2022 en bild av det skugg-liknande strukturella avtrycket av Sgr A*, vilket bekräftade förväntningarna från teorier om hur ljus böjs runt ett supermassivt svart hål. Samma instrumentnätverk hade tidigare avbildat M87* (2019). På Very Large Telescope används instrumentet GRAVITY för att mäta mycket små rörelser nära det svarta hålet — bland annat har man observerat varaktiga infraröda "flares" och spår av materia som rör sig nära innre banorna, vilket ger information om svarta hålets närmiljö och möjlig spinn.

Egenskaper hos accretionsflödet och aktivitet

Sagittarius A* är relativt svagt jämfört med aktiva galaxkärnor (AGN). Det beror på en mycket låg ackretionshastighet — alltså att endast en liten mängd gas faller in mot det svarta hålet — vilket gör det till en ”svag AGN” eller ett lugnt supermassivt svart hål. Trots detta uppvisar Sgr A* sporadiska utbrott i infrarött och röntgen som ger ledtrådar om magnetiska processer och heta plasma nära händelsehorisonten.

Varför är Sgr A* viktig?

• Det är vårt närmaste exempel på ett supermassivt svart hål — ett laboratorium för att testa allmän relativitet och modeller för accretion nära händelsehorisonter.
• Studier av Sgr A* och dess omgivning ger insikter om hur supermassiva svarta hål påverkar och samspelar med sin värdgalax.
• Det fungerar som referenspunkt för att förstå mer aktiva och avlägsna galaxkärnor.

Framtida forskning

Forskningen kring Sagittarius A* fortsätter intensivt. Förbättrade instrument, fler observationer med EHT, uppgraderade optiska och infraröda instrument och längre tidsserier av stjärnornas rörelser förväntas ge ännu skarpare tester av relativitetsteori, bättre mätningar av massan och spinn samt en djupare förståelse för processerna i den närmaste omgivningen kring vårt galaxcentrums supermassiva svarta hål.

Sök med bokstav