что находится в середине галактики млечный путь
Центр Млечного Пути
Центр Млечного Пути — это ядро, в котором происходит звёздообразование. Благодаря активности ядра и образовалась вся галактическая система.
Говоря про нашу галактику, не может не возникнуть вопрос о том, что находится в центре Млечного Пути.
На самом деле, центр Млечного Пути относительно небольшая территория. Её радиус равен приблизительно 1000 парсек. По меркам Вселенной это немного.
Парсек
Мы не можем увидеть невооружённым глазом и даже с помощью телескопа середину галактики. Поскольку огромное количество межзвёздного газа и пыли ослабляет свет, идущий от центральной части Млечного Пути.
Что расположено в центре Млечного Пути
Недавно учёные сделали вывод, что в середине Млечного Пути находится сверхмассивная чёрная дыра. Такое мнение сложилось исходя из данных, полученных с помощью работы телескопов ESO.
Обнаружение чёрных дыр довольно сложный процесс. В основном определяют их по процессам и явлениям, которые происходят вокруг этих областей. Вероятно, именно поэтому мы знаем о чёрных дырах немного.
Хотя известно, что они могут находиться в двух состояниях. Первое, это спокойное положение. Второе, наоборот, активное. На данный момент наша центральная чёрная дыра состоит в покое.
Чёрная дыра
Кроме того, что чёрная дыра находится в середине млечного пути, считается, что она может преобразовывать материю в энергию. Более того, она способна выталкивать вещества со скоростью света.
На самом деле, такие свойства обнаружены только у центра нашей галактики. Возможно, потому что не всё ещё исследовано. А может быть, это единственная уникальная особенность чёрной дыры, которая есть у Млечного Пути.
Где расположено Солнце в Млечном Пути
Для того, чтобы понять в какой области Млечного Пути располагается Солнце, необходимо иметь представление о структуре нашей галактики. Напомним, что она относится к спиральному виду. То есть существуют рукава галактики.
Солнце
Учёные определили, что наша главная звезда относится к рукаву Ориона. Они обнаружили его на внутреннем крае данного галактического элемента. Стоит отметить, что Орион является ответвлением рукава Стрельца.
Ранее предполагалось, что Солнце находится в центре галактики Млечный Путь. Однако это не так. На самом деле, оно расположилось как бы на окраине галактики. Если точнее на расстоянии примерно 25 тысяч световых лет от ядра, ближе к центру галактического диска.
Солнечная система во Млечном пути
Что в центре нашей галактики
Вдалеке от ярких городских огней, безлунными вечерами, когда на небе становится отчетливо видно каждую звездочку, любуясь красотой звездного неба можно наблюдать протянувшуюся через все его необъятные просторы полосу белого цвета – Млечный Путь. Проходя через звездную россыпь таких созвездий южного полушария как Стрелец, Скорпион и Щит, обладающих множеством ярко светящихся звездных облаков Млечный Путь именно в этой части неба особенно красив и ярок. В этом же направлении расположен и центр самой Галактики.
«Сердце» Галактики
Газовые облака вокруг черной дыры
Центром нашей Галактики очень долгое время считалась планета Земля, затем учеными было сделано очередное ошибочное предположение, что центр Галактики Млечный Путь — это Солнце, но на самом деле «сердцем» данной Галактики является, расположившаяся там сверхмассивная всепоглощающая черная дыра, которая своими размерами почти в три миллиона раз крупнее Солнца.
Орбиты звезд вокруг центра Млечного пути
Подтверждение этого было получено учеными совсем недавно, благодаря регулярному, длившемуся на протяжении 15 лет, мониторингу области галактического центра телескопами ESO, расположенными на обсерваториях Ла Силья и Паранал.
Звезда-невидимка
Моделирование газового облака, которое было разорвано дырой
Черная дыра это своеобразная гигантская звезда-невидимка, увидеть которую невозможно даже посредством новейшего специализированного астрономического оборудования. Это связано с особенными физическими свойствами данной звезды, препятствующими какому-либо излучению с ее поверхности за счет невероятно большой силы притяжения. Обнаружение и исследование «звезд-невидимок» становится возможным только благодаря исследованию характерных явлений происходящих вблизи них. Именно поэтому на данный момент о самих черных дырах, как и об их реальном существовании, ученым известно относительно немного.
Затаившийся хищник
Моделирование падения газа на черную дыру
Все черные дыры в процессе своей «жизнедеятельности» способны обладать одним из двух состояний. Первое — это состояние покоя, в котором сейчас находится черная дыра в центре Млечного Пути, а второе — это состояние активности. Можно сказать, что дыра пульсирует, то поглощая приблизившиеся к ней вещества (неважно какой это объект — планета или астероид), то оставаясь в состоянии покоя, выжидая очередную жертву.
Газовое облако разорваное черной дырой в центре Млечного Пути
Вещества, попавшие в поле действия сил притяжения черной дыры, закручиваются по спирали, и постепенно дыра поглощает их. Но не одним рывком. «Жертва» то исчезает в темной бездне, то снова появляется, своеобразными рывками, на ее поверхности. Этот процесс можно сравнить со сливом воды в раковину. В момент, когда вода закручивается и приближается к сливу, часть ее энергии переходит в звуковую волну. Таким же образом и во время поглощения объектов черной дырой, возникает энергия.
Уникальные способности
Газ падающий в наш галактический центр (ИК-изображение)
Черная дыра Млечного пути, в отличие от других многочисленных космических тел, обладает уникальными способностями — преобразовывать материю в энергию и выталкивать вещество со скоростью близкой к скорости света. На данный момент во всей Вселенной не обнаружено ни одного подобного ей объекта, обладающего столь невероятными свойствами.
Виртуальное путешествие в центр галактики
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Центр Млечного Пути — чёрная дыра или облако тёмной материи?
Исследование траекторий звёзд, вращающихся близко к центру Галактики (S- и G-объектов) позволило высказать предположение, что сверхмассивный объект Стрелец A* в центре Млечного Пути может быть не чёрной дырой, а распределённым в пространстве сгустком тёмной материи. Такую же природу могут иметь массивные объекты в центрах и других галактик.
S-звёзды вблизи центра Млечного Пути (снимки телескопа VLT в ближнем ИК-диапазоне).
Гравитационные силы в центре нашей Галактики в основном определяются некоторым компактным сверхмассивным объектом, который обозначают (Sagittarius A* или Sgr A*), с массой около 4 миллионов масс Солнца, или около 0,0005 процента массы всей Галактики. Астрофизики сегодня в целом сходятся в том, что это — сверхмассивная чёрная дыра в центре Млечного Пути, который на небесной сфере находится как раз в созвездии Стрельца. Строго говоря, Sgr A* — это обозначение не самой чёрной дыры, а того, что можно наблюдать — компактного радиоисточника в центре Галактики. Такие дыры расположены в центре большинства галактик. Недавно при помощи массива радиотелескопов удалось получить первое композитное изображение чёрной дыры в другой галактике (объекта M87* — центра эллиптической галактики M87 в созвездии Девы на расстоянии 53 миллионов световых лет). Нобелевская премия по физике 2020 года присуждена именно за открытие этого объекта в центре Млечного Пути, хоть в формулировке не используется термин «чёрная дыра», а говорится о «сверхмассивном объекте в центре нашей Галактики» (о Нобелевской премии в 2020 году в области астрофизики см. статью по ссылке).
Предполагаемая структура Млечного Пути: «звёздный» диск из двух компонентов (толстый и тонкий диск), ядро (балдж), шаровые звёздные скопления и гало тёмной материи.
О свойствах таких фантомных объектов, как чёрная дыра или тёмная материя мы в основном можем судить по их гравитационному взаимодействию с окружением. Основная разница заключается в том, что «чёрная дыра» — объект точечный по сравнению с расстоянием до ближайших гравитационно связанных с ним небесных тел. Это относится как к «чёрным дырам звёздной массы», так и к сверхмассивным дырам в центрах галактик. Напротив, «сгусток тёмной материи» предполагает протяжённый объект с неоднородным распределением массы — некоторое невидимое, но массивное облако, которое влияет на движущиеся вблизи и внутри него объекты. Необходимость введения тёмной материи возникла из наблюдения за траекториями звёзд в галактике, в том числе в Млечном Пути. Масса галактики, которую можно оценить по видимой материи, то есть плотности звёзд в различных её частях, оказывается сильно недостаточной для объяснения вращения звёзд вокруг галактического центра (про определение массы Млечного Пути с учётом тёмной материи см. другую статью). Если бы «гало» из тёмной материи имело везде в Галактике однородную плотность, о нём говорить вообще не имело бы смысла — оно бы никак не проявляло себя гравитационно. Во всех работах, где говорят о тёмной материи и её влиянии на движение звёзд в галактике, рассматривают различные модельные распределения массы в таком гало. Обычно молчаливо предполагается, что наибольшая плотность такого облака примерно там, где и центр галактики. В остальном распределение плотности тёмного вещества подбирают исходя из разумных допущений с тем, чтобы объяснить кривые скорости звёзд (зависимость скорости звезды от её расстояния до центра галактики). Сейчас в ходу несколько распространённых «подгоночных» профилей для (примеры можно посмотреть в Википедии), они с переменным успехом используются для объяснения различных динамических процессов в Галактике.
Композитный снимок в псевдоцветах показывает разное распределение звёздного вещества (оранжевый), горячего газа (зелёный) и массы в виде тёмной материи (синий цвет) при столкновении нескольких галактик (галактическое скопление Abell 520).
Рассчитанные орбиты 17 S-звёзд вокруг галактического центра (объекта Sgr A*).
Наблюдая за траекториями некоторых из S- и G-объектов, исследователи заметили, что их «гравитационное растяжение» при прохождении вблизи Sgr A* не вполне укладывается в схему с чёрной дырой. Наибольший интерес здесь вызывают два ближайшие к центру Галактики объекта этих типов — S2 и G2. Так, после прохождения перицентра (ближайшей точки орбиты) объект G2, по некоторым расчётам, не мог бы выжить как единое целое и должен был разорваться или поглотиться чёрной дырой. Это должно было произойти на наших глазах в 2013 или 2014 году; вероятно, астрономы с удовольствием готовились к такому необычному зрелищу. Однако G2 после прохождения перицентра сохранился, и его кинематика поставила предполагаемые параметры чёрной дыры в центре Галактики под вопрос. Аналогичные странности находили и в поведении S-объекта S2.
Наблюдаемые траектории оказалось возможным воспроизвести более точно, если вместо чёрной дыры в качестве притягивающей массы расположить распределённый объект, состоящий из компактного массивного ядра и протяжённого размытого гало. Такие модели устройства «невидимой массы» в Галактике сосуществуют наряду с гипотезой о чёрной дыре. Как известно из законов тяготения, перераспределение массы центрального объекта никак не может повлиять на движение небесных тел на больших расстояниях. Любое тело с центрально-симметричным распределением вещества притягивает объекты с такой же силой, как такая же масса, сосредоточенная в его центре. Поэтому за пределами центрального звёздного кластера на расстоянии около 0,1 парсека от Sgr A* замена чёрной дыры на сгусток тёмной материи не будет иметь последствий — достаточно подобрать облако с такой же суммарной массой. Но для траекторий близких объектов различия могут быть ощутимыми. Оказалось, что надлежащим образом подобранная модель «распределённой» тёмной массы лучше описывает поведение «звезды» G2 и наблюдаемые траектории 17 ближних S-звёзд, которые удалось определить с наиболее высокой точностью. В мае 2021 года в MNRAS (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) вышла статья группы астрофизиков на базе ICRA (Международного центра релятивистской астрофизики в Италии), в которой продолжается исследование этой альтернативной гипотезы строения центра Галактики.
В основе этого варианта модели лежит фермионная тёмная материя, которая состоит из некоторых гипотетических частиц — авторы предлагают называть их даркино. Такую модель недавно предложили исходя из уравнений общей теории относительности и термодинамики фермионного газа (частиц, подчиняющихся статистике Ферми—Дирака — к ним, например, относятся электроны). На расстояниях, сопоставимых с размерами ядра галактики и больше, модель ведёт себя подобно множеству аналогичных выражений для плотности гало из тёмной материи и удовлетворительно объясняет кривые скорости звёзд в Галактике. Но в центре такого сгустка, в его компактной части (внутри орбиты самого ближнего объекта S2) «газ» вырожден и в игру вступают законы квантовой физики. Если плотность частиц тёмной материи превышает критическое значение, может произойти гравитационный коллапс фермионного газа с образованием уже знакомой галактической сверхмассивной чёрной дыры. Такой механизм может реализоваться не только в Млечном Пути, но и в других галактиках.
Центр Млечного Пути на звёздном небе. L. Landolfi.
Что находится в центре Млечного Пути и других галактик?
Серебристая река на небесах, как называли нашу галактику жители Восточной Азии, буквально кишит звездами и звездной пылью. В представлении древних греков видимый на Земле усеянный звездами путь, считался грудным молоком богини Геры, разбрызганным по небу младенцем Геркулесом. Именно на основе этой легенды ярко светящаяся пылеобразная дуга, протянутая по всему ночному небу получила свое современное научное название: Млечный Путь. Сегодня ученые оценивают количество звезд в галактике примерно в 400 миллиардов. Оценки, сделанные на основе данных, полученных с помощью космического телескопа «Кеплер», позволяют предположить, что в обитаемой зоне этих звезд может обращаться порядка 60 миллиардов планет. Нам, однако, не дано увидеть Млечный Путь во всей его красе – он просто слишком необъятен, чтобы его можно было покинуть. Но если это стало бы вдруг возможно, мы бы рассмотрели и его потрясающие спиральные рукава и заглянули бы в самое его сердце. Как полагают исследователи, в центрах большинства галактик находятся сверхмассивные черные дыры и Млечный Путь не исключение. Но что, если это не так и наша Галактика устроена иначе?
Исследователи полагают, что в центре галактики Млечный Путь находится сверхмассивная черная дыра.
Наш космический дом
Мы видим Млечный Путь таким, потому что находимся внутри него. Так как наша Галактика спиральной формы, снаружи она напоминает две яичницы-глазуньи, приклеенные друг к другу. В ее центре находится похожий на желток балдж, окруженный значительно более плотным диском. Мы находимся примерно на середине пути до края этого диска, на одном из малых спиральных рукавов нашей Галактики.
Большинство астрономов полагают, что ширина Млечного Пути равняется по крайне мере 100 тысячам световых лет. Как пишет в своей книге «Вселенная на ладони» научный журналист Колин Стюарт, луч света, отправившийся в путь с одной стороны галактики 100 тысяч лет назад (когда Homo Sapiens делили планету с неандертальцами), только сейчас добрался бы до другой стороны.
Многие из нас никогда не видели Млечный Путь во всей красе из-за светового загрязнения.
Солнцу требуется приблизительно 220 миллионов лет, чтобы совершить один виток по Млечному Пути. Этот период астрономы называют космическим годом.
Начиная с 1990-х годов астрономы пытались понять и точно установить вокруг чего вращается Галактика. Пристально вглядевшись сквозь 27 тысяч световых лет света и газа, они заметили звезды, которые со свистом вращались вокруг яркого источника радиоволн, сегодня известного как Стрелец А (Sgr A*, произносится как «Звезда А созвездия Стрельца»). Со временем исследователи выяснили колоссальную массу этого объекта – она составила 4 миллиарда Солнц.
«Таким образом, прямо сейчас Солнце тащит нас вокруг черной дыры со скоростью примерно в миллион километров в час», – Колин Стюарт, британский журналист, популяризатор астрономии.
Центр Млечного Пути
Итак, астрономы считают, что в самом сердце нашей Галактики находится сверхмассивная черная дыра под названием Стрелец А* (Sgr А*). Но могут ли они ошибаться? Что, если это вовсе не черная дыра а ядро темной материи? В это трудно поверить, но результаты нового и увлекательного исследования предполагают, что наблюдаемые орбиты галактического центра, а также орбитальные скорости во внешних областях галактики легче объяснить ядром темной материи в ее центре, а не черной дырой. Но сначала немного предистории.
В последние два десятилетия орбита звезды под названием S2 была предметом пристального изучения астрономов. Дело в том, что она вращается по длинной эллиптической петле, которая служила идеальной лабораторией для одного из самых экстремальных испытаний общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна на сегодняшний день.
Центр Галактики – идеальная лаборатория для проверки общей теории относительности (ОТО) Альберта Эйнштена.
Затем появился еще один объект под названием G2. Как и S2, он вращался на длинной эллиптической орбите, но вел себя странно проходя периапсис – точку на своей орбите, ближайшую к предполагаемой черной дыре. Он превратился из обычного компактного объекта во что-то длинное и вытянутое, прежде чем снова сжаться до компактного объекта.
Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram, чтобы не пропустить ничего интересного!
Это было действительно странно, и природа G2 до сих пор неизвестна. Но как бы то ни было, движение объекта после периапсиса, по-видимому, демонстрирует сопротивление, которое, по мнению группы астрофизиков во главе с Эдуаром Антонио Бесерра-Вергарой из Международного центра релятивистской астрофизики, не полностью согласуется с моделью черной дыры.
Но так как S2 и G2 – не единственные объекты, вращающиеся вокруг галактического центра, команда астрофизиков решила расширить созданную ранее компьютерную модель до 17 наиболее характерных S-звезд. Полученные результаты оказались удивительны – согласно расчетам, в центре Галактики может находиться плотный сгусток темной материи, который истончается до диффузной концентрации на ее окраинах.
Темная материя в сердце Галактики
Вы, вероятно, знаете, что темная материя является одной из самых больших загадок Вселенной. Исследователи полагают, что эта таинственная субстанция ответственна за гравитационные эффекты, которые нельзя объяснить воздействием обычной материи, такой как звезды, пыль и галактики. Темная материя также не вступает в электромагнитное взаимодействие, а потому не доступна прямому наблюдению; считается, что она составляет примерно 80 процентов всей материи во Вселенной.
Таинственное свечение в центре Млечного Пути может свидетельствовать о наличии сгустка темной материи.
Авторы нового исследования предположили, что темная материя может помочь объяснить существование сверхмассивных черных дыр. Полученные результаты показали, что сгусток темной материи может гравитационно схлопнуться в сверхмассивную черную дыру. Это, в свою очередь, могло бы помочь объяснить, как вообще появились сверхмассивные черные дыры, поскольку мы понятия не имеем, как они становятся такими большими и, конечно, не знаем, как много из них появились в ранней Вселенной.
Как пишет Science Alert, разъяснить ситуацию поможет будущий анализ, который либо подтвердит полученные исследователями выводы, либо пробьет брешь в их теории, что тоже не приблизит нас к истине. Как говорится, в космосе все туманно, так что остается только ждать результаты. Полностью ознакомиться с текстом новой научной работы можно здесь, а если вы хотите узнать, как звезды рядом с черной дырой доказали правоту Эйнштейна, обязательно прочтите эту статью.
Что находится в центре нашей галактики Млечный Путь?
На фотографиях большинства галактик можно заметить, что в их центре есть какое-то яркое пятно. Есть ли такое образования у нашего Млечного Пути, и что там находится?
Млечный Путь не является исключением, его центр сильно отличается от периферии. Он так и называется – галактический центр. Радиус этой области составляет примерно 1000 парсек, или 3200 св. лет. Здесь идут активные процессы звездообразования.
Галактический центр имеет сложную структуру. В нем выделяют газовый диск диаметром 700 парсек. Внутри этого диска находится кольцо молекулярного водорода диаметром 300 парсек и ещё несколько газопылевых облаков. Однако главной достопримечательностью галактического центра является черная дыра Стрелец А* (читается как «стрелец А со звездочкой»).
Её радиус оценивается в 12-14 млн км, а масса черной дыры примерно 4 млн раз больше массы Солнца. Этот огромный монстр располагается на расстоянии 26 тыс. св. лет от нас. Открыт Стрелец А* был только в 1974 г., хотя ещё наблюдения 30-х годов показывали, что из центра галактики идет необычное радиоизлучение. На сегодня известно о ещё двух черных дырах, которые являются спутниками Стрельца А*. Их массы относительно невелики и составляют 100 000 и 32 000 масс Солнца.
Интересно, что вокруг Стрельца А* вращается множество звезд, причем они очень молоды. На расстоянии в 3,5 св. года от черной дыры проходят орбиты не менее 600 звезд! Для сравнения – ближайшая к Солнцу звезда находится на расстоянии 4,24 св. года.
Вообще черные дыры потому и называются черными, что они не излучают свет. Ученые могут изучать Стрелец А* только благодаря эффекту аккреции газовых облаков – черная дыра притягивает их к себе и тем самым выгибает в сторону центра. Также ученые исследуют орбиты звезд, вращающихся вокруг Стрельца А*. Ближайшая из них, S62, разгоняется гравитацией черной дыры до 30 тыс. км/с.
Список использованных источников