Trung tâm Thiên hà và Sagittarius A*

Tại trung tâm động lực học của Dải Ngân Hà là Sagittarius A*, một nguồn vô tuyến nhỏ gọn được xác định là một lỗ đen siêu khối lượng khoảng bốn triệu khối lượng mặt trời.

Definition

Trung tâm Thiên hà là trung tâm quay và hấp dẫn của Dải Ngân Hà, chứa một cụm sao hạt nhân và nguồn nhỏ gọn Sagittarius A*, mà quỹ đạo của các ngôi sao gần đó và hình ảnh trực tiếp xác định là một lỗ đen siêu khối lượng khoảng bốn triệu khối lượng mặt trời.

Scope

Chủ đề này bao gồm cụm sao hạt nhân dày đặc và môi trường giữa các vì sao của Trung tâm Thiên hà, quỹ đạo sao tiết lộ khối lượng trung tâm, việc xác định Sagittarius A* là một lỗ đen siêu khối lượng, sự bồi tụ và bùng phát độ sáng thấp của nó, và hình ảnh bóng của nó ở quy mô chân trời sự kiện.

Core questions

• Bằng chứng nào xác lập rằng Sagittarius A* là một lỗ đen siêu khối lượng?
• Quỹ đạo của các ngôi sao gần trung tâm được sử dụng như thế nào để cân khối lượng trung tâm?
• Tại sao Sagittarius A* lại mờ nhạt so với các hạt nhân thiên hà hoạt động?
• Hình ảnh quy mô chân trời sự kiện đã tiết lộ điều gì về lỗ đen?

Key theories

Quỹ đạo sao như một thang đo lỗ đen

Hàng thập kỷ theo dõi các ngôi sao riêng lẻ trên quỹ đạo Keplerian quanh một điểm khối lượng trung tâm vô hình cho ra khối lượng khoảng bốn triệu khối lượng mặt trời nằm trong một vùng nhỏ, đòi hỏi phải có một lỗ đen siêu khối lượng.

Các thử nghiệm tương đối tính tổng quát gần Sgr A*

Quỹ đạo của ngôi sao S2 cho thấy dịch chuyển đỏ hấp dẫn và tiền sai tương đối tính, xác nhận thuyết tương đối rộng trong trường mạnh xung quanh lỗ đen trung tâm.

Bóng lỗ đen

Giao thoa kế đường cơ sở rất dài đã phân giải một vành phát xạ xung quanh một vùng tối trung tâm tại Sgr A*, phù hợp với bóng được dự đoán cho một lỗ đen có khối lượng suy ra.

Clinical relevance

Sagittarius A* là lỗ đen siêu khối lượng gần nhất và là phòng thí nghiệm tốt nhất để kiểm tra lực hấp dẫn trường mạnh và sự bồi tụ lỗ đen; trạng thái tĩnh của nó cũng cho biết cách các hạt nhân thiên hà xen kẽ giữa các pha hoạt động và không hoạt động.

History

Nguồn vô tuyến Sagittarius A* được phát hiện vào năm 1974. Việc theo dõi quỹ đạo sao bằng hồng ngoại trong suốt những năm 1990 và 2000, do các nhóm độc lập dẫn đầu, đã xác định khối lượng của nó, công trình được công nhận bằng giải Nobel. Các hiệu ứng tương đối tính trong quỹ đạo của S2 đã được phát hiện vào năm 2018, và Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện đã chụp ảnh bóng của nó vào năm 2022.

Key figures

• Reinhard Genzel
• Andrea Ghez
• Donald Lynden-Bell

Seminal works

• ghez2008
• genzel2010
• eht2022

Frequently asked questions

Lỗ đen ở Trung tâm Thiên hà lớn đến mức nào?

Sagittarius A* có khối lượng khoảng bốn triệu lần khối lượng Mặt Trời, đủ nhỏ gọn để bán kính hấp dẫn của nó có thể so sánh với quỹ đạo của Sao Thủy, nhỏ hơn nhiều so với quỹ đạo sao được sử dụng để đo nó.

Tại sao lỗ đen trung tâm của chúng ta không phát sáng như một chuẩn tinh?

Sagittarius A* hiện đang bồi tụ rất ít khí, vì vậy nó bức xạ yếu ớt. Các chuẩn tinh và các hạt nhân thiên hà hoạt động khác phát sáng vì dòng vật chất lớn hơn nhiều làm nóng đĩa bồi tụ của chúng đến độ sáng khổng lồ.