Sagittarius A*

Sagittarius A* (uitgespreek "Sagittarius A-ster", afkorting Sgr A*) is ’n helder en baie kompakte radiobron in die middel van die Melkweg, naby die grens tussen die sterrebeelde Boogskutter en Skerpioen. Dit lê sowat 5,6° suid van die sonnebaan,[3] visueel naby die Skoenlapper-sterreswerm (Messier 6) en Shaula, en maak deel uit van ’n groter astronomiese voorwerp bekend as Sagittarius A.

Sagittarius A*
Sagittarius A* soos in 2017 afgeneem deur die Event Horizon-teleskoop; uitgereik in Mei 2022.
Sagittarius A* soos in 2017 afgeneem deur die Event Horizon-teleskoop; uitgereik in Mei 2022.
Sterrebeeld Boogskutter
Waarnemingsdata (Epog J2000)
Regte klimming 17h 45m 40.0409s
Deklinasie −29° 0′ 28.118″[1]
Besonderhede
Massa (M) 8,26×1036 kilogram
4,154±0,014×106[2]
Afstand (ligjaar) 26 673±42[2]
Ander name
Sgr A*
Portaal  Portaalicoon   Sterrekunde

Waarnemings van verskeie sterre, veral S2, in ’n wentelbaan om Sagittarius A* is gebruik om sy massa en grootte vas te stel. Op grond van dié waarnemings is bepaal dat Sagittarius A* die ligging is van ’n supermassiewe swartkolk[4] soos dié wat nou algemeen aanvaar word in die middel van die meeste spiraal- en elliptiese sterrestelsels voorkom. Die huidige raming van sy massa is 4,154 (± 0,014) miljoen sonmassas.[2]

Die astrofisici Reinhard Genzel en Andrea Ghez het in 2020 die Nobelprys vir fisika gewen vir hulle ontdekking dat Sagittarius A* 'n supermassiewe, kompakte voorwerp is, waarvoor 'n swartkolk destyds die enigste sinvolle verduideliking was.[5]

Op 12 Mei 2022 het sterrekundiges 'n foto (regs bo) van Sagittarius A* uitgereik wat deur die Event Horizon-teleskoop geskep is met data van April 2017.[6] Dit bevestig dat die voorwerp 'n swartkolk is. Dit is slegs die tweede foto van 'n swartkolk, ná dié in 2019 van die supermassiewe swartkolk in Messier 87.[7]

Waarnemings en beskrywingWysig

 
Die Chandra-X-straalsterrewag se vroeëre foto van Sgr A*.

Sterrekundiges kan Sgr A* nie in die sigbare spektrum waarneem nie weens groot hoeveelhede stof en gas tussen die bron en die Aarde.[8] Verskeie spanne navorsers het al probeer om Sgr A* in die radiospektrum af te neem.[9] Die meting met die hoogste resolusie dui op 'n algehele hoekgrootte van 50 μas (mikroboogsekondes).[10] Op 'n afstand van 26 000 ligjare (8 000 parsek) gee dit 'n deursnee van 60 miljoen km.

 
ALMA-waarnemings van gaswolke om Sgr A* (in sirkel).[11]

In vergelyking hiermee is die Aarde 150 miljoen km van die Son af en Mercurius is 46 miljoen km van die Son af met perihelium. Die eiebeweging van Sgr A* is sowat -2,7 mas (milliboogsekondes) per jaar vir die regte klimming en -5,6 mas per jaar vir die deklinasie.[12]

In 2017 het die Event Horizon-teleskoop direkte beelde van Sgr A* en M87* geneem.[13][14] Die teleskoop gebruik interferometrie om beelde van 'n klomp sterrewagte wat ver van mekaar af op verskillende plekke op Aarde is, te kombineer om 'n hoër beeldresolusie te verkry.[15]

Die teleskoop se meting van die grootte van die swartkolke het Einstein se relatiwiteitsteorie strenger getoets as ooit tevore, en die resultate maak heeltemal sin.[16]

In 2019 het metings deur die SOFIA-vliegtuig[17] onthul magneetvelde veroorsaak dat die omringende ring van stof en gas, waarvan temperature tussen 99,8 en 9 977,6 K (-173,3 en 9 704,4 °C) wissel,[18] in 'n wentelbaan om Sgr A* beweeg en swartkolkuitstralings laag hou.[19]

Op 12 Mei 2022 het die Event Horizon-teleskoop vir die eerste keer 'n foto van Sgr A* uitgereik wat bevestig dat die voorwerp 'n swartkolk bevat. Dit was die tweede foto ooit van 'n swartkolk.[7][20] Die beeld het vyf jaar van berekenings geneem om te prosesseer.[21]

Sentrale swartkolkWysig

 
Die X-straalteleskoop NuSTAR het hierdie eerste, gefokusde beelde van die supermassiewe swartkolk in die middel van die Melkweg in hoë-energie-X-strale geneem.

In 'n verslag van 31 Oktober 2018 is die ontdekking aangekondig van oortuigende bewyse dat Sagittarius A* 'n swartkolk is. Met die GRAVITY-interferometer en die vier teleskope van die Baie Groot Teleskoop is 'n virtuele teleskoop geskep van 130 m breed. Daarmee het sterrekundiges klonte gas waargeneem wat teen sowat 30% van die ligsnelheid beweeg. Uitstralings van hoogs energieke elektrone baie na aan die swartkolk was sigbaar as drie prominente, helder flikkerings. Dit stem presies ooreen met teoretiese voorspellings vir warmkolle wat naby 'n swartkolk van 4 miljoen sonmassas wentel. Die flikkerings kom vermoedelik van magnetiese wisselwerkings in die baie warm gas wat naby aan Sagittarius A* wentel.[22][23]

In Julie 2018 is berig die ster S2, wat om Sgr A* wentel, se snelheid is in Mei 2018 vasgestel op 7 650 km/s, of 2,55% die ligsnelheid, terwyl dit op pad was na sy episentrum, of naaste afstand, teen sowat 120 AE (18 miljard km of 1 400 Schwarzschild-radiusse) van Sgr A* af. Einstein se teorie oor algemene relatiwiteit voorspel dat S2 op so 'n kort afstand van 'n swartkolk af 'n merkbare gravitasionele rooiverskuiwing sal toon benewens die gewone snelheidsrooiverskuiwing; dié gravitasionele rooiverskuiwing is waargeneem binne die omvang waarin dit voorspel is.[24][25]

As aangeneem word algemene relatiwiteit is steeds 'n geldige beskrywing van swaartekrag naby die waarnemingshorison, is Sagittarius A* se radio-emissies nie op die swartkolk gesentreer nie, maar kom dit van 'n helder kol in die streek om die swartkolk, naby die waarnemingshorison, moontlik in die akkresieskyf of 'n relativistiese stroom materiaal wat uit die skyf geskiet word.[10] As die skynbare posisie van Sagittarius A* presies in die middel van die swartkolk gesentreer was, sou dit moontlik wees om 'n vergroting daarvan te sien vanweë 'n gravitasielens. Volgens algemene relatiwiteit sou dit 'n ringagtige struktuur tot gevolg hê met 'n deursnee van sowat 5,2 keer die swartkolk se Schwarzschild-radius. Vir 'n swartkolk van sowat 4nbsp;miljoen sonmassas is dit 'n grootte van sowat 52 μas, wat ooreenstem met die waargenome grootte van sowat 50 μas.[10]

 
Sterre om Sgr A* (2018).[26][27]

Wentelende sterreWysig

 
Afgeleide wentelbane van ses sterre om die supermassiewe swartkolk Sagittarius A* (2011).[28]
 
Sterre om Sgr A* (2021).[29][30]

Daar is 'n paar sterre, bekend as S-sterre, wat naby aan Sagittarius A* wentel.[31] Hulle word hoofsaaklik in infrarooi waargeneem, aangesien interstellêre stof die sigbaarheid in sigbare golflengtes aansienlik beperk.

Dit is 'n vinnig veranderende veld – in 2011 is die wentelbane van die prominentste sterre wat toe bekend was, in die diagram links saamgevat, met 'n vergelyking tussen hulle wentelbane en verskeie van dié in die Sonnestelsel.[27] Sedertdien is bevind S6 kom selfs nader as dié sterre.[32]

Hulle hoë snelhede en nabye wentelbane maak dié sterre nuttig om beperkings te stel op die fisiese afmetings van Sagittarius A*, sowel as om invloede wat met algemene relatiwiteit verband hou waar te neem, soos die periapsideverskuiwings van hulle wentelbane. Hulle word fyn dopgehou ingeval hulle naby afstande aan die waarnemingshorison hulle versteur, maar nie een van dié sterre sal dit vermoedelik oorkom nie. Die waargenome verspreiding van die vlakke van die wentelbane van die S-sterre beperk die tolling van Sagittarius A* tot minder as 10% van sy teoretiese maksimum waarde.[33]

Tot in 2020 was S4714 die rekordhouer vir die naaste afstand aan Sagittarius A*, sowat 12,6 AE – amper so naby as wat Saturnus aan die Son kom. Dit beweeg teen sowat 8% van die ligsnelheid. Sy wentelperiode is 12 jaar, maar 'n buitengewone eksentrisiteit van 0,985 veroorsaak 'n naby afstand en hoë snelheid.[34]

VerwysingsWysig

  1. Reid and Brunthaler 2004
  2. 2,0 2,1 2,2 The GRAVITY collaboration (April 2019). "A geometric distance measurement to the Galactic center black hole with 0.3% uncertainty". Astronomy & Astrophysics. 625: L10. arXiv:1904.05721. Bibcode:2019A&A...625L..10G. doi:10.1051/0004-6361/201935656. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2019-10-04. Besoek op 2019-10-04.
  3. Calculated using Equatorial and Ecliptic Coordinates Geargiveer 21 Julie 2019 op Wayback Machine calculator
  4. Reynolds, C. (4 September 2008). "Astrophysics: Bringing black holes into focus". Nature. 455 (7209): 39–40. Bibcode:2008Natur.455...39R. doi:10.1038/455039a. PMID 18769426.
  5. "The Nobel Prize in Physics 2020" (in Engels). 6 Oktober 2020. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 24 April 2021. Besoek op 7 Oktober 2020.
  6. Bower, Geoffrey C. (Mei 2022). "Focus on First Sgr A* Results from the Event Horizon Telescope". The Astrophysical Journal. Besoek op 12 Mei 2022.
  7. 7,0 7,1 "Astronomers reveal first image of the black hole at the heart of our galaxy". eso.org. 12 Mei 2022. Besoek op 12 Mei 2022.
  8. Osterbrock and Ferland 2006, p. 390
  9. Falcke, H.; Melia, F.; Agol, E. (2000). "Viewing the Shadow of the Black Hole at the Galactic Center". Astrophysical Journal Letters. 528 (1): L13–L16. arXiv:astro-ph/9912263. Bibcode:2000ApJ...528L..13F. doi:10.1086/312423. PMID 10587484.
  10. 10,0 10,1 10,2 Lu, R.; et al. (2018). "Detection of intrinsic source structure at ~3 Schwarzschild radii with Millimeter-VLBI observations of Sgr A*". Astrophysical Journal. 859 (1): 60. arXiv:1805.09223. doi:10.3847/1538-4357/aabe2e.
  11. "Cloudlets swarm around our local supermassive black hole". www.eso.org. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 22 Oktober 2018. Besoek op 22 Oktober 2018.
  12. Backer and Sramek 1999, § 3
  13. "Focus on the First Event Horizon Telescope Results – The Astrophysical Journal Letters – IOPscience". iopscience.iop.org. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2019-05-14. Besoek op 2019-04-10.
  14. Overbye, Dennis (2019-04-10). "Black Hole Picture Revealed for the First Time". The New York Times (in Engels). ISSN 0362-4331. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2019-05-21. Besoek op 2019-04-10.
  15. "Astronomers May Finally Have the First Picture of a Black Hole". National Geographic. 2017-04-11. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2018-02-23. Besoek op 2018-02-23.
  16. Overbye, Dennis (2022-05-12). "The Milky Way's Black Hole Comes to Light". The New York Times (in Engels). ISSN 0362-4331. Besoek op 2022-05-12.
  17. "HAWC+, the Far-Infrared Camera and Polarimeter for SOFIA". 2018. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2021-08-03. Besoek op 2021-08-03.
  18. "The Milky Way's Monster Black Hole Has a Cool Gas Halo — Literally". Space.com. 5 Junie 2019. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 19 Junie 2019. Besoek op 19 Junie 2019.
  19. "Magnetic Fields May Muzzle Milky Way's Monster Black Hole". Space.com. 14 Junie 2019. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 18 Junie 2019. Besoek op 19 Junie 2019.
  20. Akiyama, Kazunori; et al. (2022). "First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole in the Center of the Milky Way". The Astrophysical Journal Letters. 930 (2): L12. doi:10.3847/2041-8213/ac6674. Besoek op Mei 12, 2022.
  21. Hensley, Kerry (2022-05-12). "First Image of the Milky Way's Supermassive Black Hole". AAS Nova (in Engels). Besoek op 2022-05-13.
  22. Abuter, R.; Amorim, A.; Bauböck, M.; Berger, J. P.; Bonnet, H.; Brandner, W.; Clénet, Y.; Coudé Du Foresto, V.; De Zeeuw, P. T.; Deen, C.; Dexter, J.; Duvert, G.; Eckart, A.; Eisenhauer, F.; Förster Schreiber, N. M.; Garcia, P.; Gao, F.; Gendron, E.; Genzel, R.; Gillessen, S.; Guajardo, P.; Habibi, M.; Haubois, X.; Henning, T.; Hippler, S.; Horrobin, M.; Huber, A.; Jiménez Rosales, A.; Jocou, L.; et al. (2018). "Detection of orbital motions near the last stable circular orbit of the massive black hole SgrA". Astronomy & Astrophysics. 618: L10. arXiv:1810.12641. Bibcode:2018A&A...618L..10G. doi:10.1051/0004-6361/201834294.
  23. "Most Detailed Observations of Material Orbiting close to a Black Hole". European Southern Observatory (ESO). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 1 November 2018. Besoek op 1 November 2018.
  24. Genzel; et al. (2018-07-26). "Detection of the gravitational redshift in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole". Astronomy & Astrophysics. 615: L15. arXiv:1807.09409. Bibcode:2018A&A...615L..15G. doi:10.1051/0004-6361/201833718. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2019-04-04. Besoek op 2018-07-27.
  25. "Star spotted speeding near black hole at centre of Milky Way – Chile's Very Large Telescope tracks S2 star as it reaches mind-boggling speeds by supermassive black hole". The Guardian. 2017-07-26. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2019-04-04. Besoek op 2018-07-27.
  26. "First Successful Test of Einstein's General Relativity Near Supermassive Black Hole – Culmination of 26 years of ESO observations of the heart of the Milky Way". www.eso.org (in Engels). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2019-03-08. Besoek op 2021-12-15.
  27. 27,0 27,1 GRAVITY Collaboration; Abuter, R.; Amorim, A.; Anugu, N.; Bauböck, M.; Benisty, M.; Berger, J. P.; Blind, N.; Bonnet, H.; Brandner, W.; Buron, A. (Julie 2018). "Detection of the gravitational redshift in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole". Astronomy & Astrophysics. 615: L15. arXiv:1807.09409. Bibcode:2018A&A...615L..15G. doi:10.1051/0004-6361/201833718. ISSN 0004-6361. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2020-07-27. Besoek op 2021-12-15.
  28. Eisenhauer, F.; et al. (Julie 20, 2005). "SINFONI in the Galactic Center: Young Stars and Infrared Flares in the Central Light-Month". The Astrophysical Journal. 628 (1): 246–259. arXiv:astro-ph/0502129. Bibcode:2005ApJ...628..246E. doi:10.1086/430667.
  29. "Watch stars move around the Milky Way's supermassive black hole in deepest images yet". www.eso.org (in Engels). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2021-12-14. Besoek op 2021-12-15.
  30. GRAVITY Collaboration; Stadler, J.; Drescher, A. (2021-12-14). "Deep images of the Galactic center with GRAVITY". Astronomy & Astrophysics. 657: A82. doi:10.1051/0004-6361/202142459. ISSN 0004-6361. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2022-03-22. Besoek op 2021-12-15.
  31. Eckart, A.; Genzel, R.; Ott, T.; Schödel, R. (2002-04-11). "Stellar orbits near Sagittarius A*". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 331 (4): 917–934. doi:10.1046/j.1365-8711.2002.05237.x. ISSN 0035-8711.
  32. Peissker, Florian; Eckart, Andreas; Parsa, Marzieh (Januarie 2020). "S62 on a 9.9 year orbit around SgrA*". The Astrophysical Journal. 889 (1): 61. arXiv:2002.02341. Bibcode:2020ApJ...889...61P. doi:10.3847/1538-4357/ab5afd.
  33. "Milky Way's Supermassive Black Hole is Spinning Slowly, Astronomers Say". 28 Oktober 2020. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 3 November 2020. Besoek op 3 November 2020.
  34. Peißker, Florian; Eckart, Andreas; Zajaček, Michal; Basel, Ali; Parsa, Marzieh (Augustus 2020). "S62 and S4711: Indications of a Population of Faint Fast-moving Stars inside the S2 Orbit—S4711 on a 7.6 yr Orbit around Sgr A*". The Astrophysical Journal. 889 (50): 5. arXiv:2008.04764. Bibcode:2020ApJ...899...50P. doi:10.3847/1538-4357/ab9c1c.

Eksterne skakelsWysig