Sagittarius A (Sgr A): struktura i znaczenie centrum Drogi Mlecznej

Sagittarius A (Sgr A): odkryj strukturę i znaczenie centrum Drogi Mlecznej — Sgr A*, Sagittarius A East i West. Co kryje serce naszej galaktyki?

Sagittarius A (lub Sgr A) to złożone źródło radiowe w centrum galaktycznym Drogi Mlecznej. Znajduje się w konstelacji Strzelca, ale jest ukryte przed wzrokiem przez duże obłoki pyłu kosmicznego w ramionach spiralnych Drogi Mlecznej.

Składa się ona z trzech składników: pozostałości po supernowej Sagittarius A East, struktury spiralnej Sagittarius A West oraz bardzo jasnego, zwartego źródła radiowego w centrum spirali, Sagittarius A*. Te trzy obiekty zachodzą na siebie: Sagittarius A East jest największy, West pojawia się poza centrum w obrębie East, a A* znajduje się w centrum West.

Sgr A* — supermasywna czarna dziura

W centrum struktury Sagittarius A* znajduje się obiekt, którego właściwości najlepiej tłumaczy obecność supermasywnej czarnej dziury. Obserwacje ruchu gwiazd w bezpośrednim otoczeniu Sgr A* — w szczególności gwiazdy znanej jako S2 i innych tzw. gwiazd S — wskazują, że w obszarze o rozmiarach zaledwie kilku jednostek astronomicznych zgromadzona jest masa rzędu kilku milionów mas Słońca (ogólnie przyjmuje się ≈4×10^6 M☉). Orbity tych gwiazd dostarczyły jednych z najprzekonują­szych dowodów na istnienie bardzo zwartego, masywnego obiektu.

Promień Schwarzschilda dla takiej masy wynosi rzędu dziesiątek milionów kilometrów, czyli jest to ułamek jednostki astronomicznej. W 2022 roku zespół Event Horizon Telescope (EHT) przedstawił obraz cienia Sgr A*, będący kolejnym potwierdzeniem, że źródło to ma właściwości zgodne z horyzontem wydarzeń zwartego obiektu grawitacyjnego.

Struktury otaczające i ich charakterystyka

• Sagittarius A East — interpretowany jako pozostałość po wybuchu supernowej (lub serii wybuchów), o rozmiarach rzędu kilkunastu–kilkudziesięciu lat świetlnych. Jego energia i fala uderzeniowa oddziałują na otaczający gaz i pył, co wpływa na lokalne procesy gwiazdotwórcze.
• Sagittarius A West — znany też jako „mini-spirala”, to złożona struktura zjonizowanego gazu i strumieni krążących wokół Sgr A*. Widoczna jest silnie w falach radiowych i w podczerwieni; kształt spiralny powstaje wskutek oddziaływań grawitacyjnych, ciśnienia promieniowania i wiatrów gwiazdowych masywnych gwiazd w centrum galaktyki.
• Otaczający region zawiera też pierścień molekularny i dysk międzygwiazdowy (tzw. circumnuclear disk, CND) o promieniu kilku parseków — bogate źródło chłodnego gazu i pyłu, będące rezerwuarem materii, która może trafiać do wnętrza i zasilać aktywność Sgr A*.

Aktywność, emisja i zmienność

Sgr A* emituje promieniowanie w szerokim zakresie długości fal — od radiowych, przez podczerwień, aż po promieniowanie rentgenowskie. W przeciwieństwie do aktywnych jąder niektórych galaktyk, Sgr A* jest obecnie „słabo aktywne” — akrecja materii przebiega w trybie o niskiej jasności, co oznacza, że przyjmowana masa na jednostkę czasu jest stosunkowo niewielka i emisja jest ograniczona. Mimo to źródło wykazuje silne i gwałtowne flary w zakresie podczerwieni i rentgenowskim, które prawdopodobnie wynikają z niejednorodności w strumieniu akreowanym oraz z lokalnych procesów magnetohydrodynamicznych near-horizon.

W przeszłości centrum naszej galaktyki mogło być znacznie bardziej aktywne — poświadczają to m.in. rozległe struktury energetyczne (np. „bąble” widoczne w promieniowaniu gamma i rentgenowskim), które mogą być efektem wybuchów aktywności towarzyszącej akrecji na czarną dziurę w minionych milionach lat.

Znaczenie dla astronomii i badań galaktycznych

Badanie Sagittarius A i jego otoczenia ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia dynamiki i ewolucji jąder galaktyk, procesów akrecji na supermasywne czarne dziury oraz wzajemnych zależności między gwiazdami, gazem i polem magnetycznym w ekstremalnych warunkach. Dzięki obserwacjom w różnych zakresach fal (radio, podczerwień, rentgen, gamma) oraz dzięki precyzyjnym pomiarom orbit gwiazd możemy testować ogólną teorię względności w silnym polu grawitacyjnym i poznawać historię aktywności naszego galaktycznego centrum.

Sagittarius A pozostaje obiektem intensywnych badań — kolejne obserwacje z lepszą rozdzielczością, dłuższymi czasami monitorowania oraz modelami teoretycznymi nadal dostarczają nowych informacji o naturze i roli tego centralnego źródła w strukturze Drogi Mlecznej.

Szukaj według litery