Centrum Galaktyki

Centrum Galaktyki to dynamiczne centrum, wokół którego wiruje Mleczna Droga. Centrum Galaktyki znajduje się w odległości 7,6 kps (25 000 lat świetlnych) od Ziemi w kierunku gwiazdozbioru Strzelca. Znajduje się tam supermasywna czarna dziura, znaczne ilości gazu i pyłu oraz gwiazd.

Obserwacje Centrum Galaktyki

Współrzędne Centrum Galaktyki zostały po raz pierwszy przez Harlowa Shapleya w 1918 roku na podstawie badania rozkładu gromad kulistych. Współrzędne te w układzie równikowym to: rektascencja - 17h45m40.04s, deklinacja -29° 00' 28.1" (J2000).

Ponieważ w płaszczyźnie dysku Galaktyki znajdują się znaczne ilości gazu i pyłu, absorbującego promieniowanie optyczne, nadfioletowe i miękkie promieniowanie rentgenowskie, Centrum Galaktyki nie może być bezpośrednio obserwowane w tych zakresach widmowych. Obserwacje emisji z tego obszaru prowadzi się w zakresie radiowym, fal milimetrowych, w podczerwieni, a także w zakresie twardego promieniowania rentgenowskiego i promieniowania gamma.

Obserwacje radiowe wykazały istnienie w tym obszarze radioźródła Sagittarius A, o złożonej strukturze, które ma trzy zasadnicze składniki: Sagittarius A East (pozostałość po supernowej), Sagittarius A West oraz bardzo zwarty Sgr A*. Ta ostatnia emisja jest bezpośrednio powiązana z istnieniem supermasywnej czarnej dziury.

Obserwacje w podczerwieni pokazują istnienie trzech strug ciepłego, częściowo zjonizowanego gazu, które tworzą tzw. mini-spiralę. Sgr A* i mini-spirala otoczone są pierścieniem złożonym z mieszaniny neutralnego atomowego i molekularnego gazu z domieszka pyłu. Widoczne są też liczne gwiazdy.

Obserwacje rentgenowskie pozwalają stwierdzić istnienie także gorącej materii, o temperaturze około miliona K, szczególnie w bezpośrednich okolicach czarnej dziury. Oprócz świecenia gorącego gazu obserwuje się też liczne rozbłyski rentgenowskie (a także radiowe i podczerwone) z okolic Saggitariusa A*.

Centrum Galaktyki zostało tez zaobserwowane w zakresie TeV (promieniowanie gamma), ale pochodzenie tej emisji jest niznane, zapewne albo pochodzi z okolic czarnej dziury, albo jest związane z radioźródłem Sagittarius A East. Obserwacje nie są dostatecznie precyzyjne, aby podać dokładną lokalizację źródła.

Obserwacje otoczenia masywnej czarnej dziury w Sgr A* charakteryzują sie bezprecedensową rozdzielczością ze względu na niewielka odległość do centrum Galaktyki: 1" odpowiada skali liniowej 0.04 ps.

Supermasywna czarna dziura

Badanie ruchu gwiazd pozwoliło na wyznaczenie masy centralnej czarnej dziury. Wartość masy otrzymana na podstawie ruchu gwiazdy S02, która wykonała już niemal kompletny obieg wokół Sgr A* wynosi 4.33+-0.06 milionów mas Słońca, natomiast analiza w oparciu o tę i dodatkowo 27 innych gwiazd daje wartość 4.31+-0.06 milinów mas Słońca. Błąd wyznaczenia może być większy ze względu na systematyczny błąd wyznaczenia odległości do centrum Galaktyki.

Gwiazdy

Otoczenie Sgr A* to liczne młode gwiazdy ciągu głównego typu O lub B. Te właśnie jasne gwiazdy, krążące blisko Sgr A* posłużyły po wyznaczenia masy centralnej czarnej dziury. Oprócz nich istnieją liczne znacznie starsze gwiazdy, a ocena ich wieku wskazuje na szereg okresów wzmożonej formacji gwiazd. Dla ponad 6000 gwiazd zawartych w promieniu 1 ps zbadano ruch własny; obserwacje utrudnia ogromne zagęszczenie gwiazd i wykorzystanie optyki aktywnej jest niezbędne. Pewna cześć masy gwiazd jest też prawdopodobnie zawarta w formie nie świecących pozostałości po ewolucji gwiazdowej, takich jak czarne dziury, gwiazdy neutronowe lub białe karły.

Zagadkę stanowi pochodzenie młodych gwiazd. Badanie ich dynamiki pokazało, że nie krążą one przypadkowo wokół Sgr A*, ale tworzą dwa pierścienie, co sugeruje wspólne pochodzenie gwiazd z pierwotnych gazowych pierścieni. Z drugiej jednaj strony utworzenie gwiazd w takim pierścieniu wydaje się nieprawdopodobne ze względu na silne siły przypłowowe pochodzące od centralnej czarnej dziury, i zagadnienie jest intensywnie badane.