Sagittarius A*

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Sagittarius A*
Gcle.jpg
Megfigyelési adatok
Rektaszcenzió 17h 45m 40.045s
Deklináció -29° 0′ 27.9″
Távolság 25 900 ± 1400
Fizikai adatok
Sugár 6 745 330 305 km
Tömeg 44×106 M
A Chandra röntgenteleszkóp képe az Sgr A*-ról

Sagittarius A*(IPA: sædʒɪˈtɛərɪəs eɪ sta:), rövidítve Sgr A*) egy nagyon fényes és kompakt rádióforrás a Tejútrendszer magjában, közel a Nyilas- és a Skorpió csillagkép határához. Egy nóva maradványban helyezkedik el, a Sagittarius A-ban. Az Sgr A* közelében valószínűleg egy szuper-masszív fekete lyuk található. Általánosan elfogadott nézet, hogy ilyen fekete lyukak találhatók sok - ha nem minden - spirál- és elliptikus galaxis magjában. Régóta feltételezték a csillagászok, hogy a Tejútrendszer magjában is léteznie kell egy nagy tömegű fekete lyuknak. Az Sgr A* körül keringő S2 nevű csillag mozgásának megfigyeléséből származó adatok alapján feltételezhető volt, hogy az Sgr A* ennek a fekete lyuknak a helye.

Megfigyelés és leírás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A csillagászok nem tudták az Sgr A*-t az optikai tartományban megfigyelni a 25 magnitúdós extinkció miatt. Kutatók alkotta csoportok felvételeket készítettek az Sgr A*-ról VLBI-t használva (Very Long Baseline Interferometry / nagyon hosszú bázisvonalú interferometria). A jelenlegi, 1,3 mm-es hullámhosszon végzett, legnagyobb felbontású mérés alapján a rádióforrás látszólagos átmérője 37 μas-ra tehető. A látszólagos átmérő alapján a valós átmérő 26 000 fényév távolsággal számolva 44 millió kilométerre adódik. Összehasonlításképpen, a Föld 150 millió kilométerre van a Naptól, a Merkúr perihéliumpontja pedig 46 millió kilométerre. Az Sgr A* sajátmozgása körülbelül -2,70 mas rektaszcenzió és -5,6 mas deklináció évente.

Története[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az Sgr A*-t 1974. február 13-a és 15-e között fedezte fel Bruce Balick és Robert Brown, a Green Bank Telescope (Amerikai Egyesült Államok, Nyugat-Virginia), 35 km-es rádió-interferométere segítségével.

2002. október 16-án a Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics nemzetközi csapata, élén Rainer Schödellel, közzétette az S2 jelű csillag tíz éven át tartó megfigyelésének eredményeit. A csapat elemzése szerint nincs esély arra, hogy az Sgr A* helyén neutroncsillag vagy egy csoport nagyon halvány objektum legyen, ami tovább erősítette a feltételezést, hogy Sgr A* közelében egy szuper-masszív fekete lyuknak kell lennie. Az S2-es csillagot NIR (Near Infra Red / közeli infravörös) interferometriával vizsgálták a K-sávban a mérsékelt csillagközi extinkció miatt. S2 és a környező csillagok gyors mozgása könnyen megkülönböztethető volt az ugyanabban az irányban levő, de az Sgr A*-tól távolabb eső csillagok lomhább mozgásától, így ezeket a csillagokat kihagyhatták a megfigyelésekből.

Az Sgr A* VLBI megfigyeléseiből és az S2 csillag képeiből látható volt az S2 mozgása a galaktikus középpont körül. Az adatokat felhasználva, a Kepler-törvények segítségével meghatározták a Sagittarius A* tömegét, ami 2,6 ± 0,2 millió naptömegre adódott, amely egy 17 fényóra átmérőjű térrészben helyezkedik el. Későbbi megfigyelések a tömegét 4,1 millió naptömegre tették, ami nem több mint 6,25 fényórás térrészben foglal helyet.

2004. novemberében egy csillagászokból álló csapat bejelentette, hogy felfedeztek egy közepesen nagy tömegű fekete lyuk jelöltet, aminek becsült tömege 1 300 naptömeg. A GCIRS 13E elnevezéssel illetett objektum három fényévre kering az Sgr A* körül. Ez bizonyíték lehet arra a hipotézisre, miszerint a szuper-masszív fekete lyukak úgy alakulnak ki, hogy a környező fekete lyukakat és csillagokat elnyelik.

Az Sgr A* körül keringő csillagok mozgásának 16 éven át tartó tanulmányozása után Gillessen és munkatársai a szuper-masszív fekete lyuk tömegét 4,31 ± 0,38 millió naptömegre teszik. Ezt az eredményt 2008-ban jelentették be, és 2009-ben publikálták a The Astrophysical Journal tudományos folyóiratban. Reinhard Genzel, a kutatást végző csapat vezetője azt állítja, „ez a legjobb empirikus bizonyíték arra, hogy léteznek szuper-masszív fekete lyukak. A csillagok pályái egyértelműen arra engednek következtetni, hogy az Sgr A*-nál koncentrálódó négymillió naptömeg minden kétséget kizáróan egy fekete lyuk”.

Központi fekete lyuk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ha a Sagittarius A* pontosan a fekete lyuk közepén helyezkedne el, akkor sokszorosára nagyítva kellene látnunk a gravitációs lencsehatás miatt. Az általános relativitáselmélet szerint minimum 5,2-szer nagyobbnak kellene látnunk, mint a fekete lyuk Schwarzschild-sugara, ezért egy négymillió naptömegű fekete lyuk esetében a minimális megfigyelt sugár nem kisebb, mint 52 μas. Ez sokkal nagyobb, mint a megfigyelt 32 μas, ami arra enged következtetni, hogy a rádióforrás helyzete nem pontosan a fekete lyuk közepén található, hanem közel az eseményhorizonthoz, valószínűleg az akkréciós korongban, vagy az abból távozó relativisztikus anyagsugárban.

A Sagittarius A* tömegét két módszerrel becsülték meg:

  • Két csoport, egy Németországban és egy az USA-ban Kepler törvényeit használva a körülötte keringő csillagok pályájából kiszámította az Sgr A* tömegét. A német csapat 4,31 ± 0,38 millió naptömeget kapott eredményül, míg az amerikaiak becslése 4,1 ± 0,6 millió naptömeget jósolt. Mivel ez a tömeg 44 millió kilométer sugarú gömb belsejében koncentrálódik, a sűrűség tízszer nagyobbra adódott, mint amire a korábbi becslések számítottak.
  • Több ezer csillag sajátmozgásának megmérésének eredményeit - amelyek hozzávetőleg egy parsec távolságon belül keringenek az Sgr A*-tól - egy statisztikai módszerrel, valamint a Kepler-féle törvényekre alapozott becslés eredményeivel kombinálva, meghatározható a kérdéses térrészre jellemző tömegeloszlás, valamint a fekete lyuk tömege is. A fekete lyuk tömege összhangban volt a Kepler-féle számításokon alapulóéval, míg a tömegeloszlás 1,0 ± 0,5 millió naptömegre adódott, amit csillagok és csillagmaradványok tesznek ki.

A csillagászok biztosak abban, hogy az Sgr A* a legjobb eddigi bizonyíték arra, hogy a saját galaxisunk is tartalmaz egy szuper-masszív fekete lyukat, mert:

  1. Az S2 jelű csillag elliptikus pályán kering az Sgr A* körül, aminek periódusa 15,2 év, periapszis pontja pedig nincs messzebb a központi objektumtól, mint 17 fényóra
  2. Az S2 mozgásából kiszámítható a központi objektum tömege, ami 4,1 millió naptömegre adódik
  3. Ez a tömeg egy 17 fényóránál lényegesen kisebb térrészben kell, hogy koncentrálódjon, mert különben az S2 ütközne vele, vagy az árapályerők szétszakítanák a csillagot
  4. A megfigyelések alapján az objektum sugara 6,25 fényóra, ami körülbelül megegyezik az Uránusz pályájának sugarával
  5. Az egyetlen olyan képződmény, ami ilyen kis helyen, 4,1 millió naptömeggel rendelkezik, nem lehet más, mint egy fekete lyuk

A relatív kis tömege miatt, valamint a rádió és infravörös emissziós vonalak alacsony luminozitásából az következik, hogy a Tejút nem Seyfert-galaxis. Az, amit megfigyelnek, nem a fekete lyuk maga, de az észlelések csak akkor konzisztensek, ha feltételezzük, hogy a közelben egy fekete lyuk található. Egy ilyen fekete lyuk esetén a megfigyelt rádió- és infravörös sugárzás a fekete lyukba zuhanó anyag több millió fokra való felhevüléséből származik. Létezik más magyarázat is arra, hogy ezek a gázok miért emittálnak energiát, mint például sugárnyomás vagy más gázsugarakkal való kölcsönhatás következtében, de a legegyszerűbb magyarázat a gravitációs térrel való kölcsönhatás. A fekete lyuk Hawking-sugárzást bocsát ki magából, de ennek hőmérséklete elhanyagolható, mindössze 10−14 kelvin.

Sgr A* körül keringő csillagok pályaelemei
Csillag Név a (″) a (CsE) e P (év) T0 (dátum)
S1 S0-1 0,412±0,024 3300±190 0,358±0,036 94,1±9,0 2002,6±0,6


S2 S0-2 0,1226±0,0025 980±20 0,8760±0,0072 15,24±0,36 2002,315±0,012
919±23 0,8670±0,0046 14,53±0,65 2002,308±0,013
S8 S0-4 0,329±0,018 2630±140 0,927±0,019 67,2±5,5 1987,71±0,81
S12 S0-19 0,286±0,012 2290±100 0,9020±0,0047 54,4±3,5 1995,628±0,016
1720±110 0,833±0,018 37,3±3,8 1995,758±0,050
S13 S0-20 0,219±0,058 1750±460 0,395±0,032 36±15 2006,1±1,4
S14 S0-16 0,225±0,022 1800±180 0,9389±0,0078 38±5,7 2000,156±0,052
1680±510 0,974±0,016 36±17 2000,201±0,025

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Fordítás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Sagittarius A* című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.