Sterrekunde

Swart gat by Galactic Centre of the Melkweg en Bar of stars?

Swart gat by Galactic Centre of the Melkweg en Bar of stars?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Die Melkweg is 'n spiraalvormige sterrestelsel met 'n supermassiewe swart gat in die middel. Hier

Aangesien dit 'n spiraalvormige sterrestelsel is, het dit 'n sentrale balkvormige struktuur wat uit sterre bestaan

My vrae is dus:

  • Oorvleuel of kruis mekaar die staaf en die supermassiewe swart gat?
  • Word die sterre van die kroeg gesuig in die supermassiewe swart gat?

Laat ons 'n gevoel van skaal kry. Die maat is ongeveer 30000 ligjaar lank en bevat die sentrale bult van die sterrestelsel, 'n ongeveer sferiese massa sterre met 'n deursnee van 10000 ly. Dit is groot.

Die supermassiewe swart gat is redelik groot vir 'n swart gat, maar slegs 80 sekondes lig. In vergelyking met die grootte van die staaf is dit klein.

Die supermassiewe swart gat is in die middel van die bult, in die middel van die kroeg, en heeltemal daarin.

Soms val 'n ster in die swart gat. Die swart gat is tans onaktief, dit beteken dat daar nie elke jaar baie stof in val nie. Elke jaar val ongeveer 1/10000 van die massa van die son in die swart gat. Dit kom meestal uit die sonwinde van nabygeleë sterre.


Net om by James se antwoord te voeg, het ons wonderlike beelde van die sterre wat baie naby aan die BH in die galaktiese kern is. Veral een ster, genaamd S2, se volledige baan is gekarteer.


Die mensdom se eerste beeld van die melkweg & # 8216 Galactic Bar & # 8217

'Ons weet dat die Melkweg 'n maat het, soos ander spiraalvormige sterrestelsels, maar tot dusver het ons slegs indirekte aanduidings gehad van bewegings van sterre en gas, of van sterretellings in infrarooi opnames. Dit is die eerste keer dat ons die galaktiese staaf in 'n driedimensionele ruimte sien, gebaseer op meetkundige afmetings van sterre-afstande, 'sê die astrofisikus Gaia, Friedrich Anders, van die groot, langwerpige verdeling van sterre: die galaktiese balk in die middel van ons sterrestelsel.

Die eerste direkte meting van die staafvormige versameling sterre in die middel van ons Melkwegweg is gedoen deur die data van die Gaia-missie (Europese Ruimteagentskap, ESA) te kombineer met aanvullende waarnemings deur grond- en ruimte-gebaseerde teleskope. Die studie, gepubliseer in Astronomy & amp Astrophysics, is gelei deur navorsers van die Institute of Science Cosmos van die Universiteit van Barcelona en van die Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (Duitsland).

Die beeld hierbo, bo-op 'n artistieke voorstelling van die sterrestelsel, toon die verspreiding van 150 miljoen sterre in die Melkweg wat ondersoek word met behulp van data uit die tweede vrystelling van die Gaia-missie van ESA in kombinasie met infrarooi en optiese opnames, met oranje / geel kleure wat groter aandui. digtheid van sterre. Die meeste van hierdie sterre is rooi reuse. Alhoewel die meerderheid van die gekarteerde sterre nader aan die son geleë is (die groter oranje / geel vlek in die onderste deel van die beeld), is 'n groot en langwerpige kenmerk wat deur baie sterre bevolk word, ook sigbaar in die sentrale gebied van die sterrestelsel: dit is die eerste meetkundige aanduiding van die galaktiese staaf.

Die tweede vrystelling van data van die Gaia-ster-kartering-satelliet, gepubliseer in 2018, het 'n rewolusie in baie velde van sterrekunde gemaak. Die ongekende katalogus bevat die helderheid, posisies, afstandsindikators en bewegings oor die lug vir meer as een miljard sterre in ons Melkwegstelsel, tesame met inligting oor ander hemelliggame.

Dis net die begin. Terwyl die tweede vrystelling gebaseer is op die eerste twee-en-twintig maande van Gaia se opnames, skandeer die satelliet al vyf jaar lank die lug en sal dit ten minste tot 2022 aanhou. Nuwe data-vrystellings wat in die komende jaar beplan word, sal die metings geleidelik verbeter en verskaf ekstra inligting wat ons in staat stel om ons tuisstelsel in kaart te bring en soos nooit tevore in die geskiedenis daarvan in te gaan nie.

Intussen het 'n span sterrekundiges die nuutste Gaia-data gekombineer met infrarooi en optiese waarnemings wat uit die grond en die ruimte gedoen is om 'n voorskou te gee van wat toekomstige vrystellings van ESA se sterrekundige sal openbaar.

'Ons het veral gekyk na twee van die sterreparameters wat in die Gaia-gegewens vervat is: die oppervlaktemperatuur van sterre en die' uitwissing ', wat basies 'n maatstaf is van hoeveel stof daar tussen ons en die sterre is, wat hul lig verdoesel en maak dit lyk rooier, ”sê Friedrich Anders, lid van die ICCUB en hoofskrywer van die nuwe studie.

"Hierdie twee parameters is onderling verbind, maar ons kan dit onafhanklik skat deur ekstra inligting by te voeg wat verkry word deur met die infrarooi waarnemings deur die stof te kyk", vervolg die kenner.

Die span kombineer die tweede Gaia-vrystelling met verskeie infrarooi-opnames met behulp van 'n rekenaarkode genaamd StarHorse, ontwikkel deur mede-outeur Anna Queiroz en ander medewerkers. Die kode vergelyk die waarnemings met sterre modelle om die oppervlaktemperatuur van sterre, die uitwissing en 'n beter skatting van die afstand tot die sterre te bepaal.

As gevolg hiervan het die sterrekundiges die afstande tot ongeveer 150 miljoen sterre baie beter bepaal - in sommige gevalle is die verbetering tot 20% of meer. Dit het hulle in staat gestel om die verspreiding van sterre oor die Melkweg op baie groter afstande as moontlik op te spoor met die oorspronklike Gaia-data alleen.

'Met die tweede vrystelling van die Gaia-data kan ons 'n straal van ongeveer 6500 ligjare rondom die son ondersoek, maar met ons nuwe katalogus kan ons hierdie' Gaia-sfeer 'drie of vier keer uitbrei en uitreik na die middel van die Melkagtige Weg, ”verduidelik mede-outeur Cristina Chiappini van Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam, Duitsland, waar die projek gekoördineer is.

"Uiteindelik stel ons belang in galaktiese argeologie: ons wil rekonstrueer hoe die Melkweg gevorm en ontwikkel het, en om dit te doen, moet ons die geskiedenis van elkeen van sy komponente verstaan," voeg Cristina Chiappini by.

"Dit is nog onduidelik hoe die staaf - 'n groot hoeveelheid sterre en gas wat styf om die middel van die sterrestelsel draai - gevorm het, maar met Gaia en ander komende opnames in die volgende jaar is ons beslis op die regte pad om dit uit te vind" , merk die navorser op.

Die span sien uit na die volgende data-vrystelling van die Apache Point Observatory Galaxy Evolution Experiment (APOGEE-2), asook opkomende fasiliteite soos die 4 meter Multi-Object Survey Telescope (4MOST) by die European Southern Observatory in Chili. en die WEAVE (WHT Enhanced Area Velocity Explorer) opname by die William Herschel Telescope (WHT) in La Palma (Kanariese Eilande).

Die derde Gaia-vrystelling, wat tans beplan word vir 2021, sal baie beter afstandbepalings vir 'n baie groter aantal sterre insluit, en sal na verwagting vordering moontlik maak in ons begrip van die komplekse streek in die middel van die Melkweg.

The Daily Galaxy, Jess Campbell, via die Universiteit van Barcelona

Beeldkrediet: ESA / Gaia / DPAC, A. Khalatyan (AIP) & amp; StarHorse Team mapa articstic de la Galaxia: NASA / JPL-Caltech / R. Seer (SSC / Caltech)


Die sentrale swart gat van die Melkweg het moontlik nabygeleë rooi reuse-sterre blou geword

Die Melkweg se galaktiese middelpunt, wat hier in radiogolwe (rooi) en x-strale (groen en blou) vertoon word, het 'n supermassiewe swart gat wat die nabygeleë rooi reuse weggeslaan het.

X-straal: CXC / NASA, D. Wang et al./UMass radio: MeerKAT / SARAO

Deel dit:

14 Desember 2020 om 06:00

Ontelbare sterre woon binne 1,6 ligjare van die sentrale swart gat van die Melkweg. Maar hierdie selfde drukke buurt het minder rooi reuse - groot en koel sterre - as wat verwag is.

Nou het astrofisici 'n nuwe teorie waarom: Die supermassiewe swart gat, Boogskutter A *, het 'n kragtige gasstraal geloods wat die rooi reuse se buitenste lae afgeruk het. Dit het die sterre omskep in kleiner rooi reuse of sterre wat warmer en blouer is, meen Michal Zajaček, 'n astrofisikus aan die Poolse Akademie vir Wetenskap in Warskou, en kollegas stel voor in 'n artikel wat op 12 November aanlyn in die Astrofisiese joernaal.

Vandag is Boogskutter A * stil, maar twee enorme borrels gamma-stralingsgas wortel in die middel van die Melkwegtoring ver bo en onder die vlak van die sterrestelsel (SN: 12/9/20). Hierdie gasborrels impliseer dat die swart gat ongeveer 4 miljoen jaar gelede lewendig geword het toe iets daarin geval het.

Op daardie stadium het 'n skyf gas rondom die swart gat 'n kragtige straal materiaal na sy sterbelaaide woonbuurt geskiet, stel Zajaček en kollegas voor. "Die straalvliegtuig werk verkieslik op groot rooi reuse," sê hy. "Hulle kan effektief deur die straler verwyder word." Die grootste en helderste rooi reuse word vermis naby die galaktiese sentrum, sê Zajaček.

Teken in vir die nuutste van Wetenskapnuus

Opskrifte en opsommings van die nuutste Wetenskapnuus artikels, by u posbus afgelewer

Rooi reuse is kwesbaar omdat hulle groot is en hul koevertjies gering. 'N Rooi reus vorm van 'n kleiner ster nadat die ster se middelpunt so vol helium geword het dat hy nie meer sy waterstofbrandstof daar kan verbrand nie. In plaas daarvan begin die ster waterstof verbrand in 'n laag rondom die middel, wat die buitenste lae van die ster laat uitbrei, wat die oppervlak laat afkoel en rooi word. As gevolg hiervan is sommige rooi reuse meer as honderd keer die deursnee van die son, wat dit maklik vir die straler maak.

Tog sê Zajaček dat as rooi reuse om die swart gat wentel, hulle honderde of duisende kere deur die straler moet gaan voordat hulle warm, blou sterre word. Die straal is die doeltreffendste om rooi reuse binne 0.13 ligjare na die swart gat te verwyder, bereken die span.

"Die idee is aanneemlik," sê Farhad Yusef-Zadeh, 'n sterrekundige aan die Noordwes-Universiteit in Evanston, Illinois, wat nie by die studie betrokke was nie.

Tuan Do, 'n sterrekundige by UCLA, voeg by: 'dit kan 'n kombinasie van verskeie van hierdie soort meganismes verg om die gebrek aan die rooi reuse volledig te verklaar.' In die besonder, sê hy, is iets anders as 'n straal waarskynlik die gebrek aan rooi reuse wat verder van die swart gat af is.

Een kandidaat, sê Zajaček en Do, is 'n groot skyf gas wat 'n paar miljoen jaar gelede die swart gat omring het. Hierdie skyf het sterre voortgebring wat nou in 'n enkele vlak om die swart gat wentel. Hierdie jong sterre bestaan ​​so ver as 1,6 ligjaar van die swart gat af, wat ook die omvang van die rooi reuse-gaping is. Terwyl rooi reuse om die swart gat gedraai en herhaaldelik deur die skyf gedompel het, het die gas daarvan moontlik hul buitenste lae afgeskeur, wat 'n ander deel van die galaktiese middelpunt en die tekort aan rooi sterre verklaar.

Vrae of opmerkings oor hierdie artikel? Stuur 'n e-pos aan ons via [email protected]

Aanhalings

M. Zajaček et al. Uitputting van helderrooi reuse in die galaktiese middelpunt tydens sy aktiewe fases. Astrofisiese joernaal. Aanlyn gepubliseer op 12 November 2020. doi: 10.3847 / 1538-4357 / abbd94.


Inhoud

As gevolg van interstellêre stof langs die siglyn, kan die Galaktiese Sentrum nie bestudeer word op sigbare, ultraviolet of sagte (lae-energie) X-straal golflengtes nie. Die beskikbare inligting oor die Galactic Centre is afkomstig van waarnemings op gammastraal, harde (hoë-energie) X-straal, infrarooi, submillimeter en radiogolflengtes.

Immanuel Kant verklaar in Algemene natuurgeskiedenis en teorie van die hemele (1755) dat 'n groot ster in die middel van die Melkwegweg was, en dat Sirius miskien die ster sou wees. [5] Harlow Shapley het in 1918 gesê dat die stralekrans van bolvormige trosse rondom die Melkweg op die sterwerms in die sterrebeeld Boogskutter lyk, maar dat die donker molekulêre wolke in die gebied die uitsig vir optiese sterrekunde versper. [6] In die vroeë veertigerjare het Walter Baade by Mount Wilson Observatory gebruik gemaak van verduisteringstoestande in oorlogstyd in die nabygeleë Los Angeles om 'n soektog na die sentrum te doen met die Hooker Telescope van 100 duim (250 cm). Hy het gevind dat daar naby die ster Alnasl (Gamma Sagittarii) 'n leemte van een graad in die interstellêre stofstroke is, wat 'n betreklik duidelike uitsig bied op die swerms sterre rondom die kern van die Melkwegstelsel. [7] Hierdie gaping staan ​​sedertdien bekend as Baade's Window. [8]

Op Dover Heights in Sydney, Australië, het 'n span radiosterrekundiges van die Afdeling Radiofisika by die CSIRO, onder leiding van Joseph Lade Pawsey, 'see-interferometrie' gebruik om van die eerste interstellêre en intergalaktiese radiobronne te ontdek, waaronder Taurus A, Maagd A en Centaurus A. Teen 1954 het hulle 'n vaste skottelantenne van 80 meter (24 m) gebou en dit gebruik om 'n uitgebreide studie te maak van 'n uitgebreide, uiters kragtige gordel radio-emissie wat in Boogskutter opgespoor is. Hulle noem 'n intense puntbron naby die middelpunt van hierdie gordel Boogskutter A, en besef dat dit in die middel van die Melkweg geleë is, alhoewel dit ongeveer 32 grade suid-wes van die veronderstelde galaktiese middelpunt van die tyd was. [9]

In 1958 het die International Astronomical Union (IAU) besluit om die posisie van Boogskutter A in te neem as die ware nulkoördinaatpunt vir die stelsel van galaktiese breedte- en lengtegraad. [10] In die ekwatoriale koördinaatstelsel is die ligging: RA 17 h 45 m 40.04 s, Des −29 ° 00 ′ 28.1 ″ (J2000-tydperk).

Die presiese afstand tussen die sonnestelsel en die galaktiese sentrum is nie seker nie, [11] hoewel skatting sedert 2000 binne die bestek van 24-28,4 kilolight-jaar (7,4-8,7 kiloparsek) gebly het. [12] Die jongste beramings van geometriese metodes en standaard kerse lewer die volgende afstande na die Galactic Centre:

  • 7,4 ± 0,2 (stat) ± 0,2 (syst) of 7,4 ± 0,3 kpc (≈24 ± 1 kly) [12]
  • 7,62 ± 0,32 kpc (≈24,8 ± 1 kly) [13]
  • 7,7 ± 0,7 kpc (≈25,1 ± 2,3 kly) [14]
  • 7,94 of 8,0 ± 0,5 kpc (≈26 ± 1,6 kly) [15] [16] [17]
  • 7,98 ± 0,15 (stat) ± 0,20 (syst) of 8,0 ± 0,25 kpc (≈26 ± 0,8 kly) [18]
  • 8,33 ± 0,35 kpc (≈27 ± 1,1 kly) [3]
  • 8,0 ± 0,3 kpc (≈25,96 ± 0,98 kly) [19]
  • 8,7 ± 0,5 kpc (≈28,4 ± 1,6 kly) [20]
  • 8.122 ± 0,031 kpc (≈26,49 ± 0,1 kly) [21]
  • 8.178 ± 0,013 (stat) ± 0,022 (syst) (≈26,67 ± 0,1 kly) [4]


'N Akkurate bepaling van die afstand na die Galaktiese Sentrum soos bepaal deur veranderlike sterre (bv. RR Lyrae-veranderlikes) of standaardkerse (bv. Rooi-klompsterre) word belemmer deur talle effekte, wat insluit: 'n dubbelsinnige rooierige wet, 'n vooroordeel vir kleiner waardes van die afstand na die Galaktiese Sentrum as gevolg van 'n voorkeur-steekproefneming van sterre na die nabye kant van die Galaktiese bult as gevolg van interstellêre uitwissing en 'n onsekerheid in die karakterisering van hoe 'n gemiddelde afstand tot 'n groep veranderlike sterre in die rigting van die Galaktiese bult verband hou met die afstand na die Galaktiese sentrum. [22] [23]

Daar word ook aktief gedebatteer oor die aard van die Melkweg se kroeg, wat oor die Galaktiese Sentrum strek, met ramings vir die halflengte en oriëntasie wat strek tussen 1–5 kpc (kort of 'n lang staaf) en 10–50 °. [20] [22] [24] Sekere outeurs bepleit dat die melkweg twee afsonderlike stawe bevat, die een in die ander. [25] Die maat word omlyn deur sterre met 'n rooi klomp (sien ook 'n rooi reus), maar RR Lyrae-veranderlikes spoor nie 'n prominente Galaktiese staaf op nie. [22] [26] [27] Die kroeg kan omring word deur 'n ring genaamd die 5-kpc-ring wat 'n groot fraksie bevat van die molekulêre waterstof wat in die Melkweg voorkom, en die meeste van die vorming van sterre van die Melkweg. Gesien vanaf die Andromeda-sterrestelsel, sou dit die helderste kenmerk van die Melkweg wees. [28]

Dit lyk asof die komplekse astronomiese radiobron Boogskutter A amper presies in die Galaktiese Sentrum geleë is en bevat 'n intense kompakte radiobron, Boogskutter A *, wat saamval met 'n supermassiewe swart gat in die middel van die Melkweg. Aanwas van gas in die swart gat, waarskynlik met 'n aanwasskyf daaromheen, sal energie vrystel om die radiobron aan te dryf, wat baie groter is as die swart gat. Laasgenoemde is te klein om met huidige instrumente te sien.

'N Studie in 2008 waarin radioteleskope in Hawaii, Arizona en Kalifornië gekoppel is (Very Long Baseline Interferometry) het die deursnee van Boogskutter A * gemeet tot 44 miljoen kilometer (0,3 AU). [2] [29] Ter vergelyking is die radius van die aarde se baan om die son ongeveer 150 miljoen kilometer (1,0 AE), terwyl die afstand van Mercurius vanaf die son by die naaste benadering (perihelion) 46 miljoen kilometer (0,3 AE) is. Die deursnee van die radiobron is dus effens minder as die afstand van Mercurius tot die son.

Wetenskaplikes van die Max Planck-instituut vir buiteaardse fisika in Duitsland met behulp van Chileense teleskope het die bestaan ​​van 'n supermassiewe swart gat in die Galactic Centre bevestig, in die orde van 4,3 miljoen sonmassas. [3] Latere studies het 'n massa van 3,7 miljoen [30] [31] of 4,1 miljoen sonmassas geraam. [21]

Op 5 Januarie 2015 het NASA gerapporteer dat hulle 'n röntgenstraling van 400 keer helderder as gewoonlik, 'n rekordbreker, van Boogskutter A * waargeneem het. Die ongewone gebeurtenis kan volgens sterrekundiges veroorsaak word deur die uitmekaarbreek van 'n asteroïde wat in die swart gat val, of deur die verstrengeling van magneetveldlyne in gas wat in Boog A * vloei. [32]

Die sentrale kubieke parsek rondom Boogskutter A * bevat ongeveer 10 miljoen sterre. [33] Alhoewel die meeste van hulle ou rooi reuse-sterre is, is die Galactic Centre ook ryk aan massiewe sterre. Daar is tot dusver meer as 100 OB- en Wolf – Rayet-sterre geïdentifiseer. [34] Dit lyk asof dit almal 'n paar miljoen jaar gelede in 'n enkele stervormingsgebeurtenis gevorm is. Die bestaan ​​van hierdie betreklik jong sterre was 'n verrassing vir kenners wat verwag het dat die getykragte uit die sentrale swart gat hul vorming sou voorkom. Dit paradoks van die jeug is selfs sterker vir sterre wat op baie strakke wentelbane rondom Boogskutter A * is, soos S2 en S0-102. Die scenario's wat gebruik word om hierdie formasie te verklaar, behels óf stervorming in 'n massiewe sterreswerm wat van die Galaktiese Sentrum verskuif word wat na sy huidige ligging sou migreer sodra dit gevorm is, of stervorming binne 'n massiewe, kompakte gasaanwasskyf rondom die sentrale swartgat. Huidige bewyse bevoordeel laasgenoemde teorie, aangesien vorming deur 'n groot aanwas-skyf meer waarskynlik lei tot die waargenome diskrete rand van die jong sterretros by ongeveer 0,5 parsek. [35] Dit lyk asof die meeste van hierdie 100 jong, massiewe sterre binne een of twee skywe gekonsentreer is, eerder as lukraak binne die sentrale parsek versprei. [36] [37] Hierdie waarneming laat egter nie toe dat daar op hierdie punt definitiewe gevolgtrekkings gemaak word nie.

Dit lyk nie asof sterrevorming tans by die Galactic Centre voorkom nie, hoewel die Circumnuclear Disk van molekulêre gas wat by twee parsec om die Galactic Center wentel, 'n redelike gunstige plek is vir stervorming. Werk wat in 2002 deur Antony Stark en Chris Martin aangebied is om die gasdigtheid in 'n 400-ligjaarstreek rondom die Galaktiese sentrum te karteer, het 'n opeenhopende ring met 'n massa van 'n paar miljoen keer die son se lig en naby die kritieke digtheid vir stervorming. Hulle voorspel dat daar ongeveer 200 miljoen jaar in die Galaktiese Sentrum 'n episode van sterretjies sal wees, met baie sterre wat vinnig vorm en supernovas ondergaan teen 'n honderd keer die huidige tempo. Hierdie uitbarsting kan ook gepaard gaan met die vorming van galaktiese relativistiese strale soos materie in die sentrale swart gat val. Daar word vermoed dat die Melkweg elke 500 miljoen jaar 'n sterstraal van hierdie soort ondergaan.

Benewens die paradoks van die jeug, is daar ook 'n "raaisel van ouderdom" wat verband hou met die verspreiding van die ou sterre in die Galactic Centre. Teoretiese modelle het voorspel dat die ou sterre - wat veel meer is as jong sterre - 'n sterk stygende digtheid naby die swart gat sou hê, 'n sogenaamde Bahcall-Wolf-knyp. In plaas daarvan is in 2009 ontdek dat die digtheid van die ou sterre op 'n afstand van ongeveer 0,5 parsek vanaf Sgr A * piek, en dan na binne val: in plaas van 'n digte groep is daar 'n 'gat', of kern, rondom die swart gat. [38] Verskeie voorstelle is voorgehou om hierdie vreemde waarneming te verklaar, maar niks is heeltemal bevredigend nie. [39] [40] Alhoewel die swart gat byvoorbeeld sterre daar naby sou eet en 'n streek met 'n lae digtheid sou skep, sou hierdie gebied baie kleiner wees as 'n parsek. Omdat die waargenome sterre 'n fraksie van die totale getal is, is dit teoreties moontlik dat die algehele sterverdeling anders is as wat waargeneem word, hoewel daar nog geen aanneemlike modelle voorgestel is nie.

Galery wysig

'N Klein gedeelte van 'n gigapixel-kleurmozaïek van die Melkweg se hart. [41]


SWART GATWETENSKAP

Die lede van die Galactic Center-groep meet al meer as 20 jaar die posisies van duisende sterre in die omgewing van die Galactic Centre. Hierdie unieke datastel het ons in staat gestel om korttermynbane van sterre direk te meet. In die besonder is 'n volledige fase-dekking vir twee sterre gemeet: S0-2 met 'n wentelperiode van 15,56 jaar en S0-102 met 11,5 jaar. S0-2 is net 17 ligure vanaf die middestad van die Melkweg, ongeveer vier keer die afstand van Neptunus vanaf die son. Vanuit hierdie wentelbaandata kan ons die massa van die sentrale swart gat in ons eie Melkweg bepaal.

Die Melkwegstelsel-swartgat is die beste voorbeeld van die supermassiewe swart gate, wat slegs geleë is

25 000 ligjare weg van ons af. Die massa word geskat op 4 miljoen keer die massa van die son, wat impliseer dat die Schwarzschild-straal ongeveer 17 keer die sonstraal is. Ter vergelyking is die wentelbaan van Mercurius op 'n afstand van & sim 83 sonstrale. Omdat die Galactic Center die faktor is van die naaste supermassiewe swart gat met 'n faktor van 100, is dit 'n unieke laboratorium vir die oplossing van van die grootste raaisels wat verband hou met die fundamentele fisika van supermassiewe swart gate en die rol wat hulle speel in die omgewing en evolusie van sterrestelsels. Verder is dit die enigste galaktiese kern waarin direkte metings van sterrebane moontlik is, met die huidige of die volgende generasie instrumente.

Waarnemings van sterbane rondom die Galaktiese swart gat lewer ook 'n akkurate meting van die afstand na die Galaktiese sentrum, wat belangrik is, aangesien dit byna alle vrae beïnvloed, nie net rakende die Galaktiese struktuur, dinamika en massa nie, maar ook dié van ekstragalaktiese afstandskale en die waarde van Hubble is ook konstant.

Die wentelbane van sterre binne die sentrale 1.0 X 1.0 boogsekondes van ons Melkweg. Hierdie wentelbane is die beste bewys nog vir 'n supermassiewe swart gat. Alhoewel daar waargeneem word dat elke ster in hierdie prentjie sedert 1998 beweeg, word ramings van baanparameters die beste beperk vir sterre wat waargeneem is deur ten minste een draaipunt van hul wentelbane.

Toets van algemene relatiwiteit

Volgens Newton se teorie volg sterrebane om die swart gat elliptiese paaie. Die relatiwiteitsteorie van Einstein voorspel egter dat hul wentelbane baie klein vorder, en die gewysigde patroon soos in die tekening getoon, opspoor. Die verskil tussen die twee wentelbane is die belangrikste wanneer die sterre hul naaste benader met die sentrale swart gat.

Na twee dekades se monitering van die bewegings van sterre in die sentrale potensiaal van die Melkweg, staan ​​die Galactic Center Group op die afgrond om metings uit te voer wat die unieke geleentheid bied om die Algemene Relatiwiteitsbeskrywing van swaartekrag te toets, die minste getoets van die vier fundamentele magte van die natuur in 'n onverkende regime. Toekomstige metings van die kortperiode-sterre bied die geleentheid om die struktuur van ruimtetyd te ondersoek in 'n swaartekragpotensiaal wat honderd keer sterker is en op 'n massaskaal wat 400 000 keer groter is as enige ander bestaande toets, met toetse van GR wat baie teoretici bied het lank verwag.

Die ster S0-2 het 'n baie eksentrieke baan van 15 jaar en dit sal sy naaste benadering in 2018 bereik en dit binne 100 AE van die Galaktiese swart gat bring. Dit kom ooreen met ongeveer 1000 keer die horison van die swart gat (of Schwarzschild-radius). Gedurende die passasie van die middelpunt sal die verskil tussen 'n Newtonse beskrywing van die baan van die S0-2 en 'n relativistiese groter wees as die meetfoute, wat die geleentheid bied om Einstein se Algemene Relatiwiteitsteorie in 'n onverkende regime te toets.

Die rooi ellips toon die baan van 'n ster rondom 'n swart gat wat deur die Newtonse fisika gedefinieer word. Einstein se algemene relatiwiteit voorspel dat die wentelbane effens sal skuif na die pad wat deur die blou lyn vertoon word.

Baie liggaamsdinamika het 'n uiterste swaartekragpotensiaal

Sterre wentelbane in die Galactic Centre het die bestaan ​​van 'n supermassiewe swart gat aan die lig gebring. Die film aan die regterkant wys 'n driedimensionele visualisering van die sterbane in die Galactic-sentrum, gebaseer op data wat tussen 1995 en 2012 met die W. M. Keck-teleskope verkry is.

Daar word voorspel dat dinamies ontspanne sterretrosse naby 'n massiewe swart gat 'n sterk toename in sterldigtheid na die swart gat sal hê. Die rooi reuse-sterre in die kernkluster is waarskynlik oud genoeg (1-10 miljard jaar) om so 'n knyp te vorm. Sterretellings met behulp van AO-spektroskopie en beeldvorming het egter getoon dat die rooi reuse 'n baie plat geprojekteerde oppervlakdigtheidsprofiel naby die sentrale swart gat het.

Die orbitale dinamika in hierdie uiters digte omgewing lei tot baie interessante scenario's, insluitend samesmelting van sterre, getyontwrigting en uitwerping van sterre uit die streek wat lei tot hiper snelheid-sterre.

Kopiereg: die Universiteit van Illinois. Slegs beskikbaar vir akademiese en opvoedkundige doeleindes. Krediete wat in die film geïntegreer is, is nodig vir die gebruik daarvan: U. van Illinois NCSA Advanced Visualization Laboratory.


Dit lyk asof swart gat in die middel van ons sterrestelsel honger word

Lewer 'n ster genaamd S0-2 wat wentel om die supermassiewe swart gat in die middel van die Melkweg. Dit val nie in nie, maar die noue benadering kan een rede wees vir die groeiende aptyt van die swart gat. Krediet: die vertolking van kunstenaars deur Nicolle Fuller / National Science Foundation

Die enorme swart gat in die middel van ons sterrestelsel hou 'n buitengewone groot maaltyd van interstellêre gas en stof in, en navorsers verstaan ​​nog nie waarom nie.

"Ons het nog nooit so iets gesien in die 24 jaar wat ons die supermassiewe swart gat bestudeer het nie," het Andrea Ghez, professor in fisika en sterrekunde in UCLA, en 'n mede-outeur van die navorsing gesê. "Dit is gewoonlik 'n redelik stil, wispelturige swart gat op 'n dieet. Ons weet nie wat hierdie groot fees aandryf nie."

'N Vraestel oor die studie, gelei deur die UCLA Galactic Center Group, waaraan Ghez staan, word vandag in gepubliseer Astrofisiese joernaalbriewe.

Die navorsers het meer as 13 000 waarnemings van die swart gat gedurende 133 nagte sedert 2003 ontleed. Die beelde is versamel deur die W.M. Keck-sterrewag in Hawaii en die Europese Groot-sterrewag se baie groot teleskoop in Chili. Die span het bevind dat die gebied net buite die swart gat se 'point of no return' op 13 Mei (sogenaamd omdat sodra die materie binnekom, nooit kan ontsnap nie) twee keer so helder was as die volgende helderste waarneming.

Hulle het ook op twee ander nagte vanjaar groot veranderinge waargeneem, al drie die veranderinge was 'ongekend', het Ghez gesê.

Die helderheid wat die wetenskaplikes waargeneem het, word veroorsaak deur die bestraling van gas en stof wat in die swart gat val, en die bevindings het hulle gevra om te vra of dit 'n buitengewone enkelvoudige gebeurtenis was of 'n voorloper tot aansienlik verhoogde aktiwiteit.

'Die groot vraag is of die swart gat 'n nuwe fase betree - byvoorbeeld as die tik opgedraai is en die tempo van die gas wat in die afvoer van die swartgat val, vir 'n lang tydperk toegeneem het - of ons pas gesien het die vuurwerke van 'n paar ongewone vlekke wat binneval, 'het Mark Morris, UCLA-professor in fisika en sterrekunde, gesê en die mede-outeur van die koerant gesê.

Die span het voortgegaan om die gebied waar te neem en sal probeer om die vraag op te los op grond van wat hulle uit nuwe beelde sien.

"Ons wil weet hoe swart gate groei en die evolusie van sterrestelsels en die heelal beïnvloed," het Ghez, UCLA se Lauren B. Leichtman en Arthur E. Levine, professor in astrofisika, gesê. "Ons wil weet waarom die supermassiewe gat helderder word en hoe dit helderder word."

Die nuwe bevindinge is gebaseer op waarnemings van die swart gat - wat Boogskutter A * of Sgr A * genoem word - gedurende vier nagte in April en Mei in die Keck-sterrewag. Die helderheid rondom die swart gat wissel altyd ietwat, maar die wetenskaplikes was verstom oor die ekstreme variasies in helderheid gedurende daardie tydperk, insluitend hul waarnemings op 13 Mei.

"Die eerste beeld wat ek die aand gesien het, die swart gat was so helder dat ek dit aanvanklik met die ster S0-2 misgis het, omdat ek Boogskutter A * nog nooit so helder gesien het nie," het die navorser van die UCLA, Tuan Do, die hoofskrywer van die studie, gesê. "Maar dit het vinnig duidelik geword dat die swart gat die bron moes wees, wat regtig opwindend was."

Een hipotese oor die verhoogde aktiwiteit is dat toe 'n ster genaamd S0-2 gedurende die somer 2018 sy naaste benadering tot die swart gat gemaak het, 'n groot hoeveelheid gas geloods het wat die swart gat vanjaar bereik het.

'N Ander moontlikheid behels 'n bisarre voorwerp, bekend as G2, wat waarskynlik 'n paar binêre sterre is, wat in 2014 die naaste aan die swart gat gekom het. Dit is moontlik dat die swart gat die buitenste laag G2 kon verwyder het, het Ghez gesê. wat die verhoogde helderheid net buite die swart gat kan help verklaar.

Morris het gesê 'n ander moontlikheid is dat die verheldering ooreenstem met die ondergang van groot asteroïdes wat in die swart gat ingetrek is.

Die swart gat is ongeveer 26 000 ligjare weg en hou geen gevaar vir ons planeet in nie. Do het gesê dat die bestraling 10 miljard keer so helder moet wees as wat die sterrekundiges bespeur het om die lewe op aarde te beïnvloed.

Astrofisiese joernaalbriewe het ook 'n tweede artikel van die navorsers gepubliseer waarin spikkelholografie beskryf word, die tegniek wat hulle in staat gestel het om baie flou inligting uit 24 jaar se data wat hulle naby die swart gat opgeteken het, te onttrek en te gebruik.

Ghez se navorsingspan het op 25 Julie in die tydskrif Science die mees omvattende toets van Einstein se ikoniese algemene relatiwiteitsteorie naby die swart gat gerapporteer. Hul gevolgtrekking dat Einstein se teorie die toets geslaag het en ten minste vir nou korrek is, was gebaseer op hul studie van S0-2 omdat dit 'n volledige wentelbaan om die swart gat gemaak het.

Ghez se span bestudeer meer as 3000 sterre wat om die supermassiewe swart gat wentel. Sedert 2004 gebruik die wetenskaplikes 'n kragtige tegnologie wat Ghez gehelp het om 'n baanbreker te word, 'adaptive optics' genoem, wat die verwringende effekte van die aarde se atmosfeer in regte tyd regstel. Maar spikkelholografie het die navorsers in staat gestel om die data te verbeter van die dekade voordat adaptiewe optika ter sprake gekom het. Die herontleding van gegewens van daardie jare het die span tot die gevolgtrekking laat kom dat hulle die vlak van helderheid in die afgelope 24 jaar nie naby die swart gat gesien het nie.

"Dit was soos om 'n LASIK-operasie aan ons vroeë beelde te doen," het Ghez gesê. "Ons het die data versamel om een ​​vraag te beantwoord en ander opwindende wetenskaplike ontdekkings wat ons nie verwag het nie, op 'n seremoniële manier onthul."

Zhuo Chen et al. Konsekwentheid van die infrarooi veranderlikheid van SGR A * oor 22 jr, Die Astrofisiese Tydskrif (2019). DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ab3c68


'' N Put in elke perske '

Die bewys van laasgenoemde kan insig bied in sommige van die gewelddadigste en dinamiese prosesse in die evolusie van sterrestelsels en die kosmos, waaroor sterrekundiges teoretiseer, maar nog nooit gesien het nie - 'n dans van titaniese kragte en warrelende wêrelde wat sterre en planete oor die leemte kan gooi .

"Dit is 'n interessante raaisel, en ons is in die saak," het dr. Postman in 'n e-pos gesê. Hy het bygevoeg dat die komende James Webb-ruimteteleskoop die vermoë sou hê om so te sê lig op die saak te werp.

'Wat gebeur as jy 'n supermassiewe swart gat uit 'n sterrestelsel gooi?' Vra dr. Lauer.

Dr. Lauer is deel van 'n informele groep wat hulself Nukers noem. Die groep, wie se lidmaatskap vloeiend is - 'soos 'n band', het hy gesê - het die eerste keer saamgekom onder Sandra Faber van die Universiteit van Kalifornië, Santa Cruz, in die vroeë dae van die Hubble-ruimteteleskoop. Oor die afgelope vier dekades het hulle probeer om die aard van galaktiese kerne toe te lig deur die skerp oog van Hubble en ander nuwe fasiliteite te gebruik om na die intieme harte van verre sterrestelsels te kyk.

'Die verhaal van A2261-BCG,' het hy verwys na die formele naam van die sterrestelsel in die literatuur, 'is wat gebeur met die massiefste sterrestelsels in die heelal, die reuse elliptiese sterrestelsels, aan die eindpunt van die evolusie van die sterrestelsels.'

Swart gate is voorwerpe wat so dig is dat nie eers lig aan hul gravitasieknoppies kan ontsnap nie. Hulle is per definisie onsigbaar, maar die herrie - röntgenstrale en radioskree - wat veroorsaak word deur materiaal wat in sy greep val, kan regoor die heelal gesien word. Die ontdekking in die sestigerjare van kwasars in die sentrums van sterrestelsels het die eerste keer gelei dat sterrekundiges van mening was dat supermassiewe swart gate vir sulke vuurwerke verantwoordelik was.

Teen die begin van die eeu het sterrekundiges tot die slotsom gekom dat elke sterrestelsel 'n supermassiewe swart gat in miljoene tot miljarde kere massiewer as die son in sy boesem bevat. Waar hulle vandaan kom - of dit nou gegroei het uit kleiner swart gate wat gevorm is deur die ineenstorting van sterre, of vroeg in die heelal deur 'n ander proses gevorm het, is niemand seker nie. "Daar is 'n put in elke perske," het dr. Lauer gesê.

Maar hoe beïnvloed hierdie entiteite hul omgewing?

In 1980 skryf drie sterrekundiges, Mitchell Begelman, Martin Rees en Roger Blandford, hoe hierdie swart gate die evolusie van die sterrestelsels wat hulle bewoon, sou verander. Wanneer twee sterrestelsels gebots en saamgesmelt het - 'n baie algemene gebeurtenis in die vroeëre heelal - sou hul sentrale swart gate mekaar ontmoet en 'n binêre stelsel vorm, twee swart gate wat mekaar omring.

Dr. Begelman en sy kollegas het aangevoer dat hierdie twee massiewe swart gate, wat swaai, interaksie het met die see van sterre waarin hulle gedompel was. Elke keer sou een van hierdie sterre 'n noue ontmoeting met die binêre en swaartekrag hê kragte sou die ster uit die middel druk en die swart gate nog stewiger laat agterbly.

Met verloop van tyd sou al hoe meer sterre van die sentrum af weggegooi word. Geleidelik sou sterrelig wat eens in die middel gekonsentreer was, versprei in 'n breër, diffuse kern, met 'n bietjie kinkel in die middel waar die swartgat-binêre sy paringsdans gedoen het. Die proses word 'skuur' genoem.

"Hulle was die wedstryd ver vooruit," het dr. Lauer oor die drie sterrekundiges gesê.


Fakkels uit die Supermassive Black Hole van die Melkweg

In 2019 het die supermassiewe swart gat in die middel van ons sterrestelsel wakker geword en 'n reeks burps uitgestraal. 'N Nuwe studie ondersoek nou watter maaltyd tot hierdie slegte spysvertering gelei het.

Kunstenaar se indruk van die dramatiese uitvloei uit 'n aktiewe sterrestelsel en 'n kern. Die Melkweg en supermassiewe swart gat is daarenteen baie stil. [NASA / SOFIA / Lynette Cook]

Wakker word vir 'n versnapering

Sgr A *, die swart gat van 4,6 miljoen sonmassa wat in die middel van die Melkweg lê, is normaalweg 'n redelike stil dier. Die swart gat voed stadigaan by die aanwas van materiaal in die galaktiese middelpunt - maar hierdie voedselbron is yl, en Sgr A * se aanwas lewer niks op soos die vuurwerke wat ons met supermassiewe swart gate in aktiewe sterrestelsels assosieer nie.

In Mei 2019 het Sgr A * egter skielik aansienlik meer aktief geraak as gewoonlik en 'n ongekende helder, byna-infrarooi fakkel opgelewer wat ongeveer 2,5 uur geduur het. Hierdie fakkel was meer as 100 keer helderder as die tipiese emissie van Sgr A * se toevallige aanwas, en meer as twee keer so helder as die helderste fakkel wat ons ooit van ons buurtmonster gemeet het.

Die fakkel in Mei 2019 het die begin van langdurige verhoogde aktiwiteit aangedui - 'n ongewone aantal sterk fakkels wat minstens gedurende 2019 voortgeduur het (die huidige ontledings strek eers tot die einde van daardie jaar). Wat het Sgr A * laat wakker skrik? En verwag ons dat daar nog meer opgevlam sal word? 'N Nuwe studie deur Lena Murchikova (Instituut vir Gevorderde Studie) ondersoek die opsies.

Afwerpbronne

Rekonstruksie van die wentelbane van verskeie S-sterre in die middel van die sterrestelsel. Die twee gekleurde wentelbane merk twee sterre met die naaste bekende benaderings tot Sgr A *. [Keck / UCLA Galactic Center Group]

  1. Verwerp S sterre
    Die digte kern van ons sterrestelsel huisves 'n bevolking sterre op strakke wentelbane rondom Sgr A *. Hierdie sterre vergiet massa deur sterwinde, en wanneer die sterre naby Sgr A * in die omtrek van hul wentelbaan draai, kan hierdie skuurmassa op Sgr A * toesak.
  2. G-voorwerpe verbrokkel
    Sogenaamde G-voorwerpe is ook bekend om 'n wentelbaan naby Sgr A *. Hierdie uitgebreide bronne kan gaswolke, sterre of 'n kombinasie van die twee wees - ons is nog nie seker nie! Slegte G-voorwerpe verloor massa as gevolg van wrywing as hulle wentel, en toon hoër mate van massaverlies as hulle nader aan Sgr A * kom en in vorms uitgerek word met groot oppervlaktes wat deur digte agtergrondmateriaal beweeg. Die massa wat hulle verloor deur hierdie verbrokkeling by die middelpunt, kan dan op Sgr A * toeneem.

Die voorwerpe G2 (rooi gekleur) en G1 (blou gekleur) en die ster S2 is sigbaar in hierdie hoë-resolusie-beelde van die galaktiese middelpunt, geneem in 2006 (links) en in 2008 (regs). Die posisie van Sgr A * is gemerk met 'n X. [MPE / Very Large Telescope]

Kortstondige of langtermyn?

Deur middel van 'n reeks berekeninge skat Murchikova hoeveel materiaal deur hierdie twee soorte voorwerpe gestort word en hoe lank dit neem om dit op Sgr A * aan te vul. Op grond van die beskikbare waarnemings vind die skrywer dat die mees waarskynlike verklaring vir ons swart gat se onverwagte gedreun in 2019 tans materiaal toeneem uit die gekombineerde passasies van die voorwerp G1 en G2 uit die verlede.

As hierdie interpretasie korrek is, sou ons verwag dat die fakkeling vir 'n beperkte tyd sou voortduur, maar Sgr A * sou dan na sy rustige toestand moes terugkeer. As die opvlam eerder deel was van die normale wisselvalligheid in die vloei van aanwasmateriaal na Sgr A *, sou ons verwag dat die aktiwiteit nog jare sou voortduur. Voortgesette waarnemings van hierdie dreunende reus sal leer!

Aanhaling

“S0-2 Star-, G1- en G2-voorwerpe, en Flaring Activity of the Milky Way & # 8217s Galactic Centre Black Hole in 2019,” Lena Murchikova 2021 ApJL 910 L1. doi: 10.3847 / 2041-8213 / abeb70


NASA-uitsig oor die Melkweg-sentrum lyk soos skitterende psigedeliese vuurwerke

Twee teleskope het saamgespan om 'n opvallende panorama van die hart van ons tuisstelsel te lewer.

Chandra X-straaldata en MeerKAT-radiowaarnemings gekombineer vir hierdie panorama van die Melkweg se galaktiese sentrum.

X-straal: NASA / CXC / UMass / Q.D. Wang Radio: NRF / SARAO / Meerkat

Trippy. 'N Nuwe blik op die Melkweg se galaktiese sentrum lyk na baie dinge. Vuurwerke. Paparazzi flits. Vonkelaars op 'n donker nag.

Die skroeiende, kleurryke uitsig is die werk van die NASA-ruimtevaart Chandra X-straal-sterrewag en die aardbewoonde Meerkat-radioteleskoop in Suid-Afrika. "Drade van oorverhitte gas en magnetiese velde weef 'n tapisserie energie in die middel van die Melkwegstelsel," het NASA verlede week in 'n verklaring gesê.

Van die laboratorium na u inkassie. Kry elke week die nuutste wetenskapstories van CNET.

Die helder kleure in die panorama stel verskillende data voor. Chandra se X-straalvisie word vertaal in oranje, groen, blou en pers. Meerkat se radiodata is grys en lila.

Die beeld is wonderlik om te aanskou, maar dit help ook wetenskaplikes om te verstaan ​​wat in hierdie deel van ons sterrestelsel gebeur.

/> Vergroot prent

Hierdie interessante "draad" in die galaktiese middelpunt is die onderwerp van 'n referaat van Q. Daniel Wang.

X-straal: NASA / CXC / UMass / Q.D. Wang Radio: NRF / SARAO / Meerkat

Sterrekundige Q. Daniel Wang van die Universiteit van Massachusetts is die skrywer van 'n studie oor die melkwegsentrum van die Melkweg - die plek waar ons sterrestelsel draai - wat Chandra en Meerkat gebruik om die fassinerende kenmerke en strukture wat daar skuil, te verken. Die referaat is deel van die Junie-uitgawe van die tydskrif Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Wang het 'n draadagtige funksie in die middel van naderby bekyk.

"'N Gedetailleerde studie van hierdie drade leer ons meer oor die galaktiese ruimte wat sterrekundiges deur die hele streek gesien het," het NASA gesê. Die ruimteagentskap het gesê die weer word aangedryf deur dramatiese gebeure soos supernova-ontploffings, sterre wat warm gas afblaas en uitbarstings van naby die sterrestelsel se supermassiewe swart gat, Boogskutter A *.

Die galaktiese sentrum is 'n wilde plek, en navorsers is nog besig om te ontrafel wat daar gebeur. Voortgesette waarnemings sal wetenskaplikes besig hou, en die res van ons kan verwonderd staar na die energieke skoonheid van die Melkweg soos gesien deur die verreikende oë van ons teleskope.

Volg CNET se 2021-ruimtekalender om op hoogte te bly van al die nuutste ruimte-nuus vanjaar. U kan dit selfs by u eie Google Kalender voeg.


Kyk die video: Baja Mali Knindza Cuvaj mi se sine RTV BN (Februarie 2023).