Sagittarius A (Sgr A) – Vintergatans komplexa radiokälla med Sgr A*

Utforska Sagittarius A (Sgr A) — Vintergatans komplexa radiokälla vid galaktiska centrum med Sgr A*: supernovarester, spiralstruktur och kompakt svart hål.

Författare: Leandro Alegsa

Sagittarius A (eller Sgr A) är en komplex radiokälla i Vintergatans galaktiska centrum. Den ligger i stjärnbilden Skytten, men döljs för optiska teleskop av stora moln av kosmiskt stoft i Vintergatans spiralarmar. För att studera området används därför framför allt radio-, infraröd- och röntgenobservationer.

Komponenter

Sagittarius A består huvudsakligen av tre överlappande strukturer:

  • Sagittarius A East – en utbredd, kraftig radiokälla som tolkas som resterna efter en supernova eller ett liknande våldsamt utbrott. Den är störst av de tre komponenterna och påverkar omgivande gas.
  • Sagittarius A West – ofta kallad "minispiralen", en spiralformad struktur av joniserat gas och stoft som ligger innanför East och omger den centrala kompaktkällan. West syns tydligt i radio- och infraröda bilder.
  • Sagittarius A* – en mycket kompakt och ljusstark radiokälla i centrum av West, och den mest intressanta delen eftersom den är kopplad till Vintergatans supermassiva objekt i centrum.

Sagittarius A* — det supermassiva objektet

Sagittarius A* är den kompakta kärnan i Sgr A-komplexet och tolkas som Vintergatans supermassiva svart hål. Viktiga fakta:

  • Avståndet till Sgr A* är ungefär 8 kiloparsek, det vill säga cirka 26 000 ljusår.
  • Massan beräknas till omkring 4 miljoner gånger solens massa, baserat på banorna hos stjärnor som kretsar nära centrum (de så kallade S-stjärnorna).
  • Schwarzschildradien för ett sådant objekt är mycket litet i astronomiska mått — av ordningen 12 miljoner kilometer (~0,08 AU eller ~40 ljussekunder).
  • Sgr A* visar snabb variabilitet: utbrott i infrarött och röntgen kan ske på tidsskalor från minuter till timmar, vilket indikerar att den utsändande regionen är kompakt.

Observationer och tekniker

Eftersom centrum av Vintergatan är kraftigt fördunklat i synligt ljus, har astronomer använt:

  • Radiointerferometri (bl.a. VLBI) för att mäta mycket små vinkelstorlekar och spåra den kompakta radiokällan.
  • Infraröda observatorier och adaptiv optik för att följa stjärnornas banor nära Sgr A*, vilket gav direkta massbestämningar.
  • Röntgenobservatorier (t.ex. Chandra) för att observera fluktuationer och heta gasutbrott runt det centrala objektet.
  • Event Horizon Telescope (EHT) — ett globalt VLBI-nätverk som 2022 levererade den första bilden av skuggan runt Sgr A*, vilket gav direkt information om den omgivande ackretionsstrukturen.

Vetenskaplig betydelse

Studier av Sgr A* har haft stor betydelse för astrofysiken:

  • Observationer av S-stjärnornas banor gav övertygande bevis för ett mycket kompakt, massivt objekt i galaxens centrum — en av de starkaste indikationerna på ett supermassivt svart hål.
  • Uppföljningar av stjärnornas rörelser och röntgen-/infraröda flares används för att testa allmän relativitet i starkt gravitationsfält nära ett svart hål.
  • För upptäckterna av det massiva objektet i Vintergatans centrum tilldelades Reinhard Genzel och Andrea Ghez 2020 års Nobelpris i fysik (tillsammans med Roger Penrose för teoretiska framsteg), vilket underströk Sgr A* vetenskapliga betydelse.
  • Direktavbildning med EHT har gett nya insikter om ackretionsflöden och relativistiska effekter nära händelsehorisonten.

Sammanfattning

Sagittarius A är ett komplex av radiokällor i Vintergatans centrum där Sagittarius A* utgör den kompakta kärnan och det objekt som bäst förklarar de observerade dynamiska och radiativa egenskaperna. Genom kombinationen av radio-, infraröd- och röntgenobservationer har astronomer både kartlagt de omgivande strukturerna (East och West) och fått starkt stöd för förekomsten av ett supermassivt svart hål i vår galax.

Astronomer har observerat stjärnor som snurrar runt det supermassiva svarta hålet i Sagittarius A*.Zoom
Astronomer har observerat stjärnor som snurrar runt det supermassiva svarta hålet i Sagittarius A*.

Ytans ljusstyrka och hastighetsfält i den inre delen av Sagittarius A WestZoom
Ytans ljusstyrka och hastighetsfält i den inre delen av Sagittarius A West

Sagittarius A East

Den är ungefär 25 ljusår bred. Det ser ut som en rest från en supernovaexplosion som inträffade för mellan 35 000 och 100 000 år sedan. Det skulle dock krävas 50 till 100 gånger mer energi än en vanlig supernovaexplosion för att skapa en struktur av denna storlek och energi. Sgr A East kan vara resterna av en stjärna som exploderade när den trycktes ihop av gravitationen och närmade sig det centrala svarta hålet.

Skytten A West

Sgr A West ser ut som en trearmad spiral från jordens synvinkel. I själva verket består den av flera stoft- och gasmoln som kretsar kring och faller ner på Sagittarius A* med hastigheter på upp till 1 000 kilometer per sekund. Ytskiktet i dessa moln är joniserat. Källan till joniseringen är populationen av massiva stjärnor som också upptar galaxens centrala parsec. Över hundra sådana OB-stjärnor har hittills identifierats.

Skytten A*

Det finns ett supermassivt svart hål i galaxens centrum. Sagittarius A* (förkortat Sgr A*) är den mest sannolika kandidaten för det centrala svarta hålets position. Very Large Telescope och Keck-teleskopet har upptäckt stjärnor som kretsar kring Sgr A* med högre hastighet än alla andra stjärnor i galaxen. En stjärna, S2, kretsar kring Sgr A* med en hastighet på över 5 000 kilometer per sekund när den är närmast.

Ett gasmoln förväntas kollidera med det svarta hålet 2014 och ge ytterligare information.



Sök
AlegsaOnline.com - 2020 / 2025 - License CC3