Черна дупка в центъра Галактиката

За първи път масивни черни дупки са открити в галактиките с активни ядра и квазерите, използвайки радиотелескопи. Преобразуването на маса в енергия при триенето в акреционния диск на черна дупка е единственото обяснение за голямата енергия, генерирана от такива обекти. След наблюдение на движенията на звезди около центъра на галактиките, през 70-те години на 20-ти век се предполага, че свръхмасивни черни дупки съществуват в центъра на повечето галактики, включително и в Млечния път. Стрелец A* (Sagittarius A* или Sgr A*) днес се приема за най-правдоподобния кандидат за място на свръхмасивна черна дупка в центъра на Млечния път.example1

През 1973 год. британският астроном сър Мартин Рийс предполага, че супер масивна черна дупка, имаща маса от няколко милиона до милиард слънчеви маси, може би съществува в центровете на някои галактики. . Галактиките, които той разглежда са с внушителни активни ядра (център), които блестят толкова ярко, колкото 30 млрд и повече Слънца. Те излъчват електромагнитни вълни в различни честоти – от радио до гама лъчи и изхвърлят много силни струи (джетове) от заредени частици в Космоса. Рийс заключва, че това се дължи на падането на материя в черна дупка.

"Няма друга възможност галактическият център да излъчва толкова много енергия, освен съществуването в него на черна дупка" – казва Доналт Нифан, учен от програмата на Чандра. "Освен това ние знаем, че не само активните галактики могат да приютяват такива огромни чудовища. Обикновените галактики, като Млечният път също в центъра си съдържат черни дупки." През 1974 год. освен Рийс, съществуването на черна дупка е потвърдено от американските радиоастрономи Брус Балик и Робърт Браун, които наблюдават относително тихия център на нашата Галактика. Там те откриват плътен и променлив радиоизточник, които изглежда много по-слаб от квазар. (Квазарите са най-далечният тип обект, който астрономите намират на границата на наблюдаемата Вселена.) Този обект е само на 26 000 светлинни години отдалечен от нас. Оказва, че се намира близо до известен преди това радиоизточник, познат като Стрелец А, и за това е наименуват Стрелец А* (произнася се А - звезда).

През следващите две десетилетия астрофизиците старателно наблюдават Стрелец А* (Sgr A*) в радио, видимия и инфрачервения спектър. Огромната скорост (над 1 400 км/сек) на въртене на газ и звезди около центъра на Млечния път убеждава астрофизиците, че нещо малко, но масивно, с около няколко милион слънчеви маси, се намира в центъра на нашата Галактика. Въпросът е това супермасивна черна дупка ли е или няколко милиона тясно свързани звезди. example1

Само гама лъчевото наблюдение може да ни даде точни доказателства, защото тези лъчи са характерни за финалния "тих писък" на материята, която е погълната завинаги от черната дупка и само те могат да преминат през дебелия слой газ и прах, засенчващи директния изглед към Галактическия център.

Няколко месеца след изтрелването на ренгеновата обсерватория Чандра през 1999 г. това вече е факт. Изображенията на космическия телескоп показват източник на гама лъчи, които съвпада точно с Стрелец А*. Астрофизици съобщават тяхното откритие през януари 2000 г.

Друго доказателство за съществуването на супермасивна черна дупка е наблюдаваният компактен звезден куп, обикалящ със скорост 1400 км/сек около радиоизточника Sgr A*. Звездите в него имат много точни движение, като се вземе в предвид, че са на 8 Кпс (24 000 светлинни години) от Земята. Две групи от астрономи започват да ги изучават, използвайки телескопите: 10 метровия телескоп Кек, на въх Маун Кея, Хаваи и 3,6-метровия телескоп New Technology Telescope (NTT) на Ла Силла, Чили. Тези телескопи са високо чувствителни в инфрачервения диапазон, което позволява точно да се опреди движението на звездите в купа. Въпреки че Кек телескопът е с голям диаметър, въздушната турболенция на Земната атмосфера размазва много изображението и премахва доста детайли от получените изображения. Това затруднява учените да направят разлика между близко разположените звезди. Този проблем се преодолява с използване на адаптивна оптика и интерферометрия на петната. Интерферометрия на петна се изразява в наслагване на изображения с много кратка експозиция. Адаптивната оптика използва деформиращо се огледало, което имитира формата на идващия лъч и поправя атмосферната турболенция, преди информацията да бъде записана.

Така астрономите успяват много точно да получат позициите на звездите и става възможно да проследят движенията им в купа, обикалящ около Sgr A*. Чрез закона на Кеплер, от получените орбитални скорости и позициите на ярките звезди, се изчислява масата, която би трябвало да се съдържа в техните орбити. Резултатите показват маса около няколко милиона слънчеви маси (2.6 ± 0.2 млн слънчеви маси).

Астрономите въодушевено приемат доказателствата за съществуването на супермасивна черна дупка в нашия галактически център. Съществува един проблем, които сега търси решение. Оказва се, че интензитета на гама лъчите, които се излъчват от Sgr А*, е много по-слаб отколкото се е очаква.

Това е анимация, илюстрираща движението звездите, намиращи се в един квадратен парек, около предполагаемия галактически център. Изображенията на звездите са направени в периода от 1996 до 2008 година. Посредством тази анимация, става възможно да се проследят специфичните орбити на звездите, обикалящи около предполагаемата черна дупка, намираща се в центъра на нашата Галактика. Тези орбити изпълняват законите на Кеплер и дават доброто доказателство за съществуването на черна дупка, като масата й се оценява на около няколко милиона масата на Слънцето. Особено важни са звездите SO-2 (с орбитален период само 15, 78 години) и SO-16 (намира се на 90 астрономически единици от черната дупка).