Галактичко Средиште

Галактичко Средиште ― тежиштето на Млечниот Пат и соодветна точка на вртежната оска на галаксијата.^[1][2] Нејзиното средишно масивно тело е супермасивна црна дупка од околу 4 милиони сончеви маси, која е нарекувана Стрелец А*,^[3][4][5] збиен радиоизвор кој е речиси точно во галактичкото вртежно средиште. Галактичкото Средиште е приближно 8 килопарсеци (26,000 светлосни години) подалеку од Земјата^[3] во правец на соѕвездијата Стрелец, Змијоносец и Скорпија, каде што Млечниот Пат изгледа најсветол, видливо блиску до јатото Пеперутки (М6) или ѕвездата Шаула, јужно до маглината Луле.

Има околу 10 милиони ѕвезди во еден парсек од Галактичкото Средиште, доминирана од црвени џинови, со значително население на масивни суперџинови и Волф-Рајеови ѕвезди од образувањето на ѕвезди во подрачјето пред околу 1 милион години. Јадрото на ѕвездите е мал дел во многу пошироката галактичка испакнатина.

Поради меѓуѕвездената прашина долж линијата на видот, Галактичкото Средиште не може да биде проучувано на видливи, ултравиолетови или меки (нискоенергетски) рендгенски бранови должини. Достапните информации за Галактичкото Средиште доаѓаат од набљудувања на гама-зраци, тврди (високо-енергетски) рендгенски, инфрацрвени, потмилиметарски и радио-бранови должини.

Имануел Кант изјавил во делото „Универзална природна историја и теорија за небесата“ (1755) дека голема ѕвезда се наоѓа во средиштето на галаксијата Млечен Пат и дека ѕвездата можеби е Сириус.^[6] Харлоу Шепли изјавил во 1918 година дека ореолот од збиени јата кои го опкружуваат Млечниот Пат се чини дека е сосредочен на ѕвездените роеви во соѕвездието Стрелец, но темните молекуларни облаци во областа го блокирале погледот за оптичка астрономија.^[7]

Во раните 1940-ти, Волтер Баде во Вилсонската набљудувачница ги искористи условите за привоени затемнувања во блискиот Лос Анџелес, за да спроведе потрага по средиштето со Хукеровиот телескоп од 250 цм. Тој открил дека во близина на ѕвездата Алнасл (Гама Стрелец), постои празнина широка еден степен во меѓуѕвездената прашина, што овозможува релативно јасен поглед на роевите ѕвезди околу јадрото на галаксијата Млечен Пат.^[8] Оттогаш оваа празнина е позната како Бадеов Прозорец.^[9]

Во Довер Хајтс во Сиднеј, Австралија, тим од радиоастрономи од Одделот за радиофизика на КНИИО/CSIRO, предводен од Џозеф Лејд Поси, користеле „морска интерферометрија“ за да откријат некои од првите меѓуѕвездени и меѓугалактички радиоизвори, вклучително и Бик А, Девица А и Кентаур А. До 1954 година тие изградиле 24 м фиксна антена за садови и ја искористиле за да направат подробна студија за продолжен, исклучително моќен појас на радиоемисија што бил откриен кај Стрелец. Тие именуваа интензивен точкест извор во близина на средиштето на овој појас Стрелец А и сфатиле дека се наоѓа во самото средиште на Галаксијата, и покрај тоа што се наоѓа на околу 32 степени југозападно од претпоставеното галактичко средиште од тоа време.^[10]

Во 1958 година, Меѓународниот астрономски сојуз (МАС) одлучи да ја прифати положбата на Стрелец А како вистинска нулта координатна точка за системот на галактичка ширина и должина.^[11] Во екваторскиот координатен систем, местоположбата е: RA 17^ч 45^м &1000000000000400400000040,04^с, Dec −29° 00′ &1000000000000028100000028,1″ (епоха J2000).

Во јули 2022 година, астрономите објавиле дека откриле огромни количини на предбиотски молекули, вклучително и некои поврзани со РНК, во Галактичкото Средиште во галаксијата Млечен Пат.^[12][13]

Точното растојание помеѓу Сончевиот Систем и Галактичкото Средиште не е сигурно,^[14] иако проценките од 2000 година останале во опсег од 24–28.4 илјада светлосни годиниs (7.4–8.7 кпс).^[15] Најновите проценки од геометриски засновани методи и стандардни свеќи ги даваат следните растојанија до Галактичкото Средиште:

• 7,4 ± 0,2 or 7,4 ± 0,3 (24 ± 1)^[15]
• 7,62 ± 0,32 (24,8 ± 1)^[16]
• 7,7 ± 0,7 (25,1 ± 2,3)^[17]
• 7.94 or 8,0 ± 0,5 (26 ± 1,6)^[18][19][20]
• 7,98 ± 0,15 or 8,0 ± 0,25 (26 ± 0,8)^[21]
• 8,33 ± 0,35 (27 ± 1,1)^[5]
• 8,0 ± 0,3 (25,96 ± 0,98)^[22]
• 8,7 ± 0,5 (28,4 ± 1,6)^[23]
• 8,122 ± 0,031 (26,49 ± 0,1)^[24]
• 8,178 ± 0,013 kpc (26,67 ± 0,1)^[3]

Прецизното определување на растојанието до Галактичкото Средиште како што е утврдено од променливи ѕвезди (на пр. ѕвезди од типот на RR Лира) или стандардни свеќи (на пр. ѕвезди со црвени грутки) е попречено од бројни ефекти, кои вклучуваат: двосмислен закон за црвенило; пристрасност за помали вредности на растојанието до Галактичкото Средиште поради преференцијалното земање примероци од ѕвезди кон блиската страна на галактичката испакнатина поради меѓуѕвезденото изумирање; и несигурност во карактеризирањето како средното растојание до група променливи ѕвезди пронајдени во насока на галактичката испакнатина е поврзано со растојанието до Галактичкото Средиште.^[25][26]

Природата на прачкестиот облик на Млечниот Пат, која се протега низ Галактичкото Средиште, исто така активно е дебатирана, со проценки за неговата полудолжина и ориентацијата што се протега помеѓу 1-5 килопарсеци (кратка или долга лента) и 10-50 °.^[23][25][27] Одредени автори се залагаат дека Млечниот Пат има две различни прачки, едната сместена во другата.^[28] Прачката е исцртана со ѕвезди со црвени грутки (видете исто така црвен џин); сепак, променливите ѕвезди од типот на RR Лира не следат истакната галактичка прачка.^[25][29][30] Прачката може да биде опкружена со прстен наречен „прстен од 5 парсеци“ кој содржи голем дел од молекуларниот водород присутен во Млечниот Пат, и поголемиот дел од активноста на ѕвездообразба на Млечниот Пат. Гледано од галаксијата Андромеда, тоа ќе биде најсветлата особина на Млечниот Пат.^[31]

Сложениот астрономски радиоизвор Стрелец А се чини дека се наоѓа речиси точно во Галактичкото Средиште и содржи интензивен збиен радиоизвор, Стрелец А*, кој се совпаѓа со супермасивна црна дупка во средиштето на Млечниот Пат. Насобирање на гас во црната дупка, веројатно вклучувајќи насобирачки диск околу неа, би ослободило енергија за напојување на радиоизворот, самото многу поголемо од црната дупка.

Студијата во 2008 година која ги поврзала радиотелескопите во Хаваи, Аризона и Калифорнија (интерферометрија со многу долга основна линија) го измерила пречникот на Стрелец А* да биде 44 милиони километри (0,3 ае).^[4][33] За споредба, полупречникот на орбитата на Земјата околу Сонцето е околу 150 милиони километри (1,0 ае), додека растојанието на Меркур од Сонцето при најблиското доближување (перихел) е 46 милиони километри (0,3 ае). Така, пречникот на радиоизворот е малку помал од растојанието од Меркур до Сонцето.

Научниците од Институтот за вонземска физика „Макс Планк“ во Германија, со помош на чилеански телескопи, го потврдиле постоењето на супермасивна црна дупка во Галактичкото Средиште, од редот на 4,3 милиони сончеви маси.^[5] Подоцнежните студии процениле маса од 3,7 милиони^[34][35] или 4,1 милиони сончеви маси.^[24]

На 5 јануари 2015 година, НАСА објавила дека забележала блесок на рендгенски зраци 400 пати посветол од вообичаеното, што е рекордно, од Стрелец А*. Според астрономите, необичниот настан можеби е предизвикан од распаѓањето на астероид кој паѓа во црната дупка или од заплеткувањето на линиите на магнетното поле во гасот што тече во Стрелец А*.^[36]

Има супермасивна црна дупка во светлата бела област десно од средината на оваа широка слика (со лизгање). Оваа составена фотографија покрива околу половина од степен.

Галактички гама и рендгенски меури

Меури од гама и рендгенски зраци во средиштето на галаксијата Млечен Пат: Горе: илустрација; Долу: видео.

Во ноември 2010 година, било објавено дека две големи елипсовидни структури на енергетска плазма, наречени „меури“, кои емитуваат гама и рендгенски зраци, биле откриени на јадрото на галаксијата Млечен Пат.^[37] Наречени „Фермиеви“ или „еРозитови“ меурчиња,^[38] тие се протегаат до околу 25.000 светлосни години над и под Галактичкото Средиште.^[37] Расеаната магла со гама-зраци на галаксијата ги попречила претходните набљудувања, но работната група за откривање предводен од Д. Финкбајнер, врз основа на истражувањето на Г. Доблер, работеле на овој проблем.^[37] Наградата „Бруно Роси“ за 2014 година им припаднала на Трејси Слајер, Даглас Финкбајнер и Менг Су „за нивното откритие, во гама-зраци, на големата неочекувана галактичка структура наречена „Фермиеви меурчиња“.“^[39]

Истражувано е потеклото на меурите.^[40][41] Меурите се поврзани и навидум споени, преку пренос на енергија, со галактичкото јадро со колонообразни структури на енергетска плазма наречени „оџаци“.^[42] Во 2020 година, за прв пат, лобусите биле видени во видлива светлина^[43] и биле направени оптички мерења.^[44] До 2022 година, подробните сметачки симулации дополнително потврдиле дека меурите биле предизвикани од црната дупка Стрелец А*.^[45][38]

Средишниот кубен парсек околу Стрелец А* содржи околу 10 милиони ѕвезди.^[46] Иако повеќето од нив се стари црвени џиновски ѕвезди, Галактичкото Средиште е исто така богат со масивни ѕвезди. Досега таму биле идентификувани повеќе од 100 ѕвезди од типот OB и Волф-Рајеова ѕвезди.^[47] Се чини дека сите тие настанале во настан наречен ѕвездообразба, пред неколку милиони години. Постоењето на овие релативно млади ѕвезди било изненадување за стручњаците, кои очекувале плимните сили од средишната црна дупка да го спречат нивното образување.^[48]

Овој „парадокс на младост“ е уште посилен за ѕвездите кои се на многу тесни орбити околу Стрелец А*, како што се S2 и S0-102. Сценаријата кои се повикани за да биде објаснета оваа формација вклучува или образување на ѕвезди во масивно ѕвездено јато кое е поместено од Галактичкото Средиште што би се преселило до неговата сегашна местоположба откако би настанало, или образување на ѕвезди во масивен, збиен насобирачки диск гас околу средишната црна дупка. Сегашните докази ја претпочитаат втората теорија, бидејќи настанувањето преку голем насобирачки диск е поверојатно да доведе до набљудуваниот дискретен раб на младото ѕвездено јато на приближно 0,5 парсек.^[49] Повеќето од овие 100 млади, масивни ѕвезди се чини дека се концентрирани во еден или два диска, наместо случајно распределени во средишниот парсек.^[50][51] Меѓутоа, ова набљудување не дозволува да бидат извлечени дефинитивни заклучоци во овој момент.

Се чини дека настанувањето на ѕвезди моментално не се случува во Галактичкото Средиште, иако Кружнојадрениот диск со молекуларен гас што кружи околу Галактичкото Средиште на два парсеци изгледа прилично поволно место за образување на ѕвезди. Трудот претставен во 2002 година од страна на Ентони Старк и Крис Мартин, картирајќи ја густината на гасот во подрачје од 400 светлосни години околу Галактичкото Средиште, откриле насобирачки прстен со маса неколку милиони пати поголема од Сонцето и блиску до критичната густина за ѕвездообразба.

Тие предвидуваат дека за приближно 200 милиони години, ќе има епизода на избувнување на ѕвезди во Галактичкото Средиште, при што многу ѕвезди ќе настанат брзо и ќе подлежат на супернови со сто пати поголема брзина од сегашната. Овој ѕвезден изблик може да биде проследен и со настанување на галактички релативистички млазови, бидејќи материјата паѓа во средишната црна дупка. Сметаооно е дека Млечниот пат е подложен на ѕвездено избликување од ваков вид на секои 500 милиони години.

Покрај парадоксот на младоста, постои и „загатка на староста“ поврзана со распределбата на старите ѕвезди во Галактичкото Средиште. Теоретските модели предвидувале дека старите ѕвезди - кои се многу побројни од младите ѕвезди - треба да имаат густина што стрмно расте во близина на црната дупка, таканаречената Бакол-Волфова точка. Наместо тоа, во 2009 година било откриено дека густината на старите ѕвезди достигнува врв на растојание од приближно 0,5 парсек од Стрелец A*, а потоа паѓа навнатре: наместо густо јато, има „дупка“, или јадро, околу црното дупка.^[52]

Изнесени биле неколку предлози за да биде објаснето ова збунувачки набљудување, но ниту еден не е целосно задоволителен.^[53][54] На пример, иако црната дупка би влечела ѕвезди во нејзина близина, создавајќи подрачје со мала густина, ова подрачје би било многу помало од еден парсек. Бидејќи набљудуваните ѕвезди се дел од вкупниот број, теоретски е можно вкупната ѕвездена распространетост да биде разликувана од она што е забележано, иако сè уште не се предложени веродостојни модели од овој вид.

Во мај 2021 година, НАСА објавила нови слики од Галактичкото Средиште, врз основа на истражувања од Чандранската рендгенска набљудувачница и други телескопи.^[55] Сликите се околу 2,2 степени (1.000 светлосни години) и долги 4,2 степени (2.000 светлосни години).

Панорами на изгледи на Галактичкото Средиште, од претходните истражувања од Чандранската рендгенска набљудувачница и други телескопи. На првата слика, рендгенските зраци од Чандра се портокалови, зелени и виолетови, покажувајќи различни енергии на рендгенски зраци, а радио податоците од MeerKAT се сиви. Следните слики покажуваат единечни (широкопојасни) бои, со чандранските податоци во розови и MeerKAT-ските радиоподатоци во сина боја.

Составена обележана слика.

Составена слика.

Составена слика со рендгенска и радио-единечна боја.

Радио-единечна боја.

• 
  Мал дел од мозаикот во боја со гигапиксели од срцето на Млечниот Пат.^[56]
• 
  Црвени џиновски ѕвезди кои заемно постојат со бели ѕвезди слични на Сонцето.^[57]
• 
  Бели џуџиња во средишното собиралиште на Млечниот Пат.^[58]
• 
  Средиштето на Млечниот Пат – слика направена од ISAAC, блискоинфрацрвениот и средноинфрацрвениот спектрометар и камера при Многу големиот телескоп.
• 
  Инфрацрвена слика од вселенскиот телескоп „Спицер“.
• 
  Поглед на ноќното небо во близина на Стрелец, подобрен за да покаже подобра спротивност и подробности во прашестите патеки. Главните ѕвезди во Стрелец се означени со црвено.
• 
  Средишните делови на Млечниот Пат, како што е забележано во блиската инфрацрвена светлина со вклучен инструмент NACO во Многу големиот телескоп при Европската јужна набљудувачница.
• 
  Инфрацрвена слика со средиштето на Млечниот Пат, која открива ново население на масивни ѕвезди.
• 
  Забележување на невообичаен светол рендгенски блесок од Стрелец А*,супермасивна црна дупка во средиштето на галаксијата Млечниот Пат.^[36]
• 
  Средиштетона Млечниот Пат, снимен со 64 радиотелескопи од јужноафриканската низа MeerKAT.

Околината на Галактичкото Средиште (горен дел на картата).

• Eckart, A.; Schödel, R.; Straubmeier, C. (2005). The Black Hole at the Center of the Milky Way. London: Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-567-0.
• Melia, Fulvio (2003). The Black Hole in the Center of Our Galaxy. Princeton: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-09505-9.
• Melia, Fulvio (2007). The Galactic Supermassive Black Hole. Princeton: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-13129-0.

На семрежјето

• „New MeerKAT radio image reveals complex heart of the Milky Way – SARAO“ (англиски). 26 јануари 2022.

„Галактичко Средиште“ на Ризницата ?

• UCLA Galactic Center Group Архивирано на 26 јуни 2017.
• Група за Галактичкото Средиште при Институтот за вонземска физика „Макс Планк“
• Галактичката супермасивна црна дупка
• Црната дупка во средиштето на Млечниот Пат
• Темното срце на Млечниот Пат
• Анимација што прикажува орбити на ѕвезди во близина на средиштето на галаксијата Млечен Пат
• Зумирање на средиштето на Млечниот Пат
• Очекувано е драматично зголемување на експлозиите на супернова
• Астрономска слика на денот:
  • Патување до средиштето на Галаксијата
  • Галактички облак од антиматерија
  • Брзи ѕвезди во близина на Галактичкото Средиште
  • Во средиштето на Млечниот Пат
  • Поглед кон Галактичкото Средиште
  • Забележано Галактичкото Средиште
• Симулација на ѕвездите кои кружат околу средишната масивна црна дупка на Млечниот Пат
• Галактичкото Средиште на arxiv.org

п р у Млечен Пат (Кумова Слама) Местоположба Подгрупа на Млечниот Пат → Месна Група → Месно Суперјато → суперјато Ланијакеја → Метагалаксија → Вселена Галактичко јадро Средиште на Млечниот Пат • Стрелец А • Стрелец А* • Супермасивна црна дупка Спирални краци Штит-Кентаур • Персеев • Рамнило-Лебед • Кобилица-Стрелец • Орионов Придружни галаксии (сателити) Магеланови Облаци Голем Магеланов Облак • Мал Магеланов Облак • Магеланов Поток • Магеланов Мост Стрелец Поток во Стрелец  • Воловар II • Береникина Коса • Месје 54 • Паломар 12 • Сегвеј 1 • Сегвеј 2 • Терзан 7 Џуџиња Воловар I • Воловар III • Ловечки Кучиња I • Ловечки Кучиња II • Големо Куче • Кобилица • Змеј • Печка • Херкул • Лав I • Лав II • Лав IV • Лав V • Феникс • Риби I • Риби II • Вајар • Секстант • Голема Мечка I • Голема Мечка II • Мала Мечка Друго Прстен во Еднорог • Поток во Девица • Копосов I • Копосов II • Сегвеј 3 • Вилман 1 Поврзано Судир на Млечниот Пат со Андромеда • Бадеов прозорец  • Зона на избегнување