Галактический центр

Изображение, размером 400 на 900 световых лет, составленное из нескольких фотографий телескопа «Чандра», с сотнями белых карликов, нейтронных звёзд и чёрных дыр, в облаках газа, раскалённого до миллионов градусов. Внутри яркого пятна в центре изображения находится сверхмассивная чёрная дыра галактического центра (радиоисточник Стрелец A*). Цвета на снимке соответствуют рентгеновским энергетическим диапазонам: красный (низкая), зелёный (средняя) и синий (высокая).

Галакти́ческий це́нтр — сравнительно небольшая область в центре нашей Галактики, радиус которой составляет около 1000 парсек и свойства которой резко отличаются от свойств других её частей. Образно говоря, галактический центр — это космическая «лаборатория», в которой и сейчас происходят процессы звёздообразования и в которой расположено ядро, когда-то давшее начало конденсации нашей звёздной системы.

Галактический центр находится на расстоянии 8,5 кпк от нашей Солнечной системы, в направлении созвездия Стрельца. В галактической плоскости сосредоточено большое количество межзвёздной пыли, благодаря которой свет, идущий от галактического центра, ослабляется на 30 звёздных величин, то есть в 10¹² раз. Поэтому центр невидим в оптическом диапазоне — невооружённым глазом и при помощи оптических телескопов. Галактический центр наблюдается в радиодиапазоне, а также в диапазонах инфракрасных, рентгеновских и гамма-лучей. Первое изображение ядра Галактики было получено в конце 1940-х гг. А. А. Калиняком, В. И. Красовским и В. Б. Никоновым в инфракрасном диапазоне спектра^[1][2].

Экваториальные координаты Галактического центра (эпоха J2000.0):

• Прямое восхождение : 17^ч 45^м 40.04^с
• Склонение: -29° 00′ 28.1″

Состав галактического центра

Самой крупной особенностью галактического центра является находящееся там звёздное скопление (звёздный балдж) в форме эллипсоида вращения, большая полуось которого лежит в плоскости Галактики, а малая — на её оси. Балдж (от англ. bulge — «вздутие») — внутренний, яркий сфероидальный компонент спиральных галактик. Размер его колеблется от сотен парсек до нескольких килопарсек. Балдж галактики состоит в основном из старых звёзд, движущихся по вытянутым орбитам.

Отношение полуосей равно примерно 0,4. Орбитальная скорость звёзд на расстоянии около килопарсека составляет примерно 270 км/с, а период обращения — около 24 млн лет. Исходя из этого получается, что масса центрального скопления составляет примерно 10 млрд масс Солнца. Концентрация звёзд скопления резко увеличивается к центру. Звёздная плотность изменяется примерно пропорционально R^−1,8 (R — расстояние от центра). На расстоянии около килопарсека она составляет несколько солнечных масс в кубическом парсеке, в центре — более 300 тыс. солнечных масс в кубическом парсеке (для сравнения, в окрестностях Солнца звёздная плотность составляет около 0,07 солнечных масс на кубический парсек).

От скопления отходят спиральные газовые рукава, простирающиеся на расстояние до 3 — 4,5 тыс. парсек. Рукава вращаются вокруг галактического центра и одновременно удаляются в стороны, с радиальной скоростью около 50 км/с. Кинетическая энергия движения составляет 10⁵⁵ эрг.

Внутри скопления обнаружен газовый диск радиусом около 700 парсек и массой около ста миллионов масс Солнца. Внутри диска находится центральная область звёздообразования.

Галактический центр Млечного Пути в инфракрасном диапазоне.

Ближе к центру находится вращающееся и расширяющееся кольцо из молекулярного водорода, масса которого составляет около ста тысяч масс Солнца, а радиус — около 150 парсек. Скорость вращения кольца составляет 50 км/с, а скорость расширения — 140 км/с. Плоскость вращения наклонена к плоскости Галактики на 10 градусов.

По всей вероятности, радиальные движения в галактическом центре объясняются взрывом, произошедшим там около 12 млрд лет назад.

Распределение газа в кольце — неравномерное, образующее огромные газопылевые облака. Крупнейшим облаком является комплекс Стрелец B2, находящийся на расстоянии 120 пк от центра. Диаметр комплекса составляет 30 парсек, а масса — около 3 млн масс Солнца. Комплекс является крупнейшей областью звёздообразования в Галактике. В этих облаках обнаружены все виды молекулярных соединений, встречающихся в космосе.

Ещё ближе к центру находится центральное пылевое облако, радиусом около 15 парсек. В этом облаке периодически наблюдаются вспышки излучения, природа которых неизвестна, но которые свидетельствуют о происходящих там активных процессах.

Практически в самом центре находится компактный источник нетеплового излучения Стрелец A*, радиус которого составляет 0,0001 парсек, а яркостная температура — около 10 млн градусов. Радиоизлучение этого источника, по-видимому, имеет синхротронную природу. Временами наблюдаются быстрые изменения потока излучения. Нигде в другом месте Галактики подобных источников излучения не обнаружено, зато подобные источники имеются в ядрах других галактик.

С точки зрения моделей эволюции галактик, их ядра являются центрами их конденсации и начального звёздообразования. Там должны находиться самые старые звёзды. По всей видимости, в самом центре ядра Галактики находится сверхмассивная чёрная дыра массой около 3,7 миллионов масс Солнца, что показано исследованием орбит близлежащих звёзд^[3]. Излучение источника Стрелец А* вызвано аккрецией газа на чёрную дыру, радиус излучающей области (аккреционный диск, джеты) не более 45 а. е..

См. также

• en:Ring galaxy
• Стрелец А*
• Млечный путь
• Черная дыра
• en:Cartwheel Galaxy
• en:Polar-ring galaxy
• Системы небесных координат

Примечания

1. ↑ Цесевич В.П. § 80. Млечный Путь и строение Галактики // Что и как наблюдать на небе. — 4-е изд. — М.: Наука, 1973. — 384 с.
2. ↑ А. А. Калиняк, В. И. Красовский, В. Б. Никонов Наблюдение области галактического центра в инфракрасных лучах // Доклады Академии наук СССР. — 1949. — В. 1. — Т. 66.
3. ↑ UCLA Galactic Center Group

Литература

• Физическая энциклопедия / под ред. А. М. Прохорова, ст. «Галактический центр»
• Агекян Т. А. Звезды, галактики, метагалактика.
• Каплан С. А., Пикельнер С. Б. Физика межзвездной среды. — М. — 1979
• Кардашев Н. С. Феноменологическая модель ядра Галактики // в кн. Итоги науки и техники. Серия Астрономия, т. 24. — М. — 1983.
• Melia Fulvio. The Black Hole in the Center of Our Galaxy, Princeton U Press, 2003 (англ. )
• Eckart A., Schödel R., Straubmeier C. The Black Hole at the Center of the Milky Way. — London: Imperial College Press. — 2005 (англ. )
• Melia Fulvio. The Galactic Supermassive Black Hole. — Princeton U Press, 2007 (англ. )

Ссылки

• Рентгеновская обсерватория Чандра (англ. )
• Группа по исследованию Галактического центра из Калифорнийского университета в Лос-Анжелесе (англ. )
• Группа по исследованию Галактического центра из Института космической физики имени Макса Планка (англ. )
• статья The Black Hole at the Center of the Milky Way англ. 
• статья The dark heart of the Milky Way (англ. )
• статья Dramatic Increase in Supernova Explosions Looms (англ. )
• A simulation of the stars orbiting the Milky Way’s central massive black hole (англ. )

Веб-журнал Астрономическая Картинка Дня

• Путешествие в центр Галактики
• Галактическое облако антивещества
• Sgr A*: Быстрые звезды вблизи центра Галактики
• В центре Млечного Пути
• Звездный пейзаж в центре Галактики

Видео

• Сверхмассивная Чёрная дыра (англ. Supermassive Black Hole)
• Движение звезд вокруг Галактического центра Млечного пути (англ. Star motion near Milky Way's galactic center)
• Галактический центр: Скрытая Вселенная (англ. The Galactic Center: Hidden Universe)
• Галактический центр и Стрелец A* — (слайд-шоу из изображений, полученных в обсерватории Чандра) (англ. Galactic Center & Sagittarius A*, Sequence of Chandra Images)
• Есть ли во Млечном пути Черные дыры? (нем. Gibt es Schwarze Löcher in der Milchstraße?) — запись телепередачи «alpha-Centauri»