مرکز کهکشان و کمان ای* (Sagittarius A*)

در قلب دینامیکی کهکشان راه شیری، کمان ای* (Sagittarius A*) قرار دارد، یک منبع رادیویی فشرده که به عنوان یک سیاه‌چاله کلان‌جرم با جرمی حدود چهار میلیون برابر جرم خورشید شناسایی شده است.

Definition

مرکز کهکشان، مرکز چرخشی و گرانشی کهکشان راه شیری است که میزبان یک خوشه ستاره‌ای هسته‌ای و منبع فشرده کمان ای* (Sagittarius A*) است؛ مدارهای ستارگان نزدیک و تصویربرداری مستقیم، آن را به عنوان یک سیاه‌چاله کلان‌جرم با جرمی تقریباً چهار میلیون برابر جرم خورشید شناسایی می‌کنند.

Scope

این موضوع شامل خوشه ستاره‌ای هسته‌ای متراکم و محیط میان‌ستاره‌ای مرکز کهکشان، مدارهای ستاره‌ای که جرم مرکزی را آشکار می‌کنند، شناسایی کمان ای* (Sagittarius A*) به عنوان یک سیاه‌چاله کلان‌جرم، برافزایش کم‌نور و فوران‌های آن، و تصویربرداری از سایه آن در مقیاس افق رویداد است.

Core questions

• چه شواهدی نشان می‌دهد که کمان ای* (Sagittarius A*) یک سیاه‌چاله کلان‌جرم است؟
• چگونه از مدارهای ستارگان نزدیک مرکز برای اندازه‌گیری جرم مرکزی استفاده می‌شود؟
• چرا کمان ای* (Sagittarius A*) در مقایسه با هسته‌های کهکشانی فعال بسیار کم‌نور است؟
• تصویربرداری در مقیاس افق رویداد چه چیزی را درباره سیاه‌چاله آشکار کرد؟

Key theories

مدارهای ستاره‌ای به عنوان مقیاس سیاه‌چاله

دهه‌ها ردیابی ستارگان منفرد در مدارهای کپلری حول یک جرم نقطه‌ای مرکزی نامرئی، جرمی حدود چهار میلیون برابر جرم خورشید را در یک منطقه کوچک محدود می‌کند که وجود یک سیاه‌چاله کلان‌جرم را ضروری می‌سازد.

آزمون‌های نسبیت عام در نزدیکی کمان ای* (Sgr A*)

مدار ستاره S2 نشان‌دهنده انتقال به سرخ گرانشی و تقدیم نسبیتی است که نسبیت عام را در میدان قوی اطراف سیاه‌چاله مرکزی تأیید می‌کند.

سایه سیاه‌چاله

تداخل‌سنجی با خط پایه بسیار بلند (Very-long-baseline interferometry) حلقه‌ای از تابش را در اطراف یک فرورفتگی مرکزی درخشندگی در کمان ای* (Sgr A*) تفکیک کرد که با سایه پیش‌بینی‌شده برای یک سیاه‌چاله با جرم استنباط‌شده سازگار است.

Clinical relevance

کمان ای* (Sagittarius A*) نزدیک‌ترین سیاه‌چاله کلان‌جرم و بهترین آزمایشگاه برای آزمودن گرانش میدان قوی و برافزایش سیاه‌چاله است؛ سکون آن همچنین اطلاعاتی در مورد چگونگی تناوب هسته‌های کهکشانی بین فازهای فعال و غیرفعال ارائه می‌دهد.

History

منبع رادیویی کمان ای* (Sagittarius A*) در سال ۱۹۷۴ کشف شد. رصد فروسرخ مدارهای ستاره‌ای در طول دهه‌های ۱۹۹۰ و ۲۰۰۰، که توسط تیم‌های مستقل انجام شد، جرم آن را تعیین کرد، کاری که با جایزه نوبل به رسمیت شناخته شد. اثرات نسبیتی در مدار S2 در سال ۲۰۱۸ شناسایی شد و تلسکوپ افق رویداد (Event Horizon Telescope) سایه آن را در سال ۲۰۲۲ تصویربرداری کرد.

Key figures

• Reinhard Genzel
• Andrea Ghez
• Donald Lynden-Bell

Seminal works

• ghez2008
• genzel2010
• eht2022

Frequently asked questions

سیاه‌چاله در مرکز کهکشان چقدر بزرگ است؟

کمان ای* (Sagittarius A*) جرمی حدود چهار میلیون برابر جرم خورشید دارد، به اندازه‌ای فشرده که شعاع گرانشی آن با مدار عطارد قابل مقایسه است، بسیار کوچک‌تر از مدارهای ستاره‌ای که برای اندازه‌گیری آن استفاده می‌شود.

چرا سیاه‌چاله مرکزی ما مانند یک کوازار نمی‌درخشد؟

کمان ای* (Sagittarius A*) در حال حاضر مقدار بسیار کمی گاز را برافزایش می‌دهد، بنابراین به طور ضعیفی تابش می‌کند. کوازارها و سایر هسته‌های کهکشانی فعال می‌درخشند زیرا جریان‌های بسیار بزرگ‌تر ماده، دیسک‌های برافزایشی آن‌ها را تا درخشندگی‌های عظیم گرم می‌کنند.