Sagitari A*

Infotaula objecte astronòmicSagitari A*
Tipusfont astronòmica de ràdio i forat negre supermassiu Modifica el valor a Wikidata
Descobert perNational Radio Astronomy Observatory[1]
Robert Hanbury Brown[2] Modifica el valor a Wikidata
Data de descobriment14 febrer 1974 Modifica el valor a Wikidata
Cos pareSagitari A Modifica el valor a Wikidata
Cossos fills
Constel·lacióSagitari Modifica el valor a Wikidata
ÈpocaJ2000.0 Modifica el valor a Wikidata
Característiques físiques i astromètriques
Distància de la Terra26.000 a. ll. [3] Modifica el valor a Wikidata
Massa4.020.000 M☉[4] Modifica el valor a Wikidata
Ascensió recta (α)17h 45m 40.036s[5] Modifica el valor a Wikidata
Declinació (δ)-30° 59' 31.8301''[5] Modifica el valor a Wikidata
Part decentre galàctic Modifica el valor a Wikidata
Catàlegs astronòmics
CXOGC J174540.0-290027 (A catalog of X-ray point sources from two megaseconds of Chandra observations of the Galactic center (en) Tradueix)
[SKM2002] 28 (ASCA X-ray source catalog in the Galactic Center region (en) Tradueix) Modifica el valor a Wikidata

Sagitari A* (es pronuncia Sagitari A estel o Sagitari A asterisc,[cal citació] abreujat com Sgr A* ) és una font de ràdio molt compacta i brillant al centre de la Via Làctia que forma part d'una estructura major anomenada Sagitari A.

Hom considera que Sagitari A* conté un forat negre supermasiu, igual que se suposa succeeix als nuclis de la majoria de galàxies de tipus espiral i el·líptica.[6] Observacions de l'òrbita de l'estel S2 al voltant de Sgr A* indiquen la presència d'aquest forat negre.[7]

El 12 de maig de 2022 l'Event Horizon Telescope va revelar per primera vegada una fotografia de Sagitari A*, confirmant que l'objecte conté un forat negre.[8][9]

Observació i descripció

[modifica]
La mida de Sagitari A* és més petita que l'òrbita de Mercuri.

El 12 de maig de 2022 l'Event Horizon Telescope Collaboration va publicar la primera imatge de Sagitari A*. La imatge, basada en dades d'interferòmetre de ràdio preses el 2017, confirma que l'objecte conté un forat negre. Aquesta és la segona imatge de forat negre de la història.[10][11] Va portar cinc anys de càlculs processar aquesta imatge.[12] Les dades van ser recopilades per vuit radioobservatoris en sis llocs geogràfics. Les imatges de ràdio es produeixen a partir de dades mitjançant síntesi d'obertura, normalment a partir d'observacions nocturnes de fonts estables. L'emissió de ràdio de Sgr A* varia a l'ordre dels minuts, cosa que complica l'anàlisi.[13]

El seu resultat dóna una mida angular general per a la font de 51.8±2.3 μas.[11] A una distància de 26.000 anys llum (8.000 parsecs), això produeix un diàmetre de 51,8 milions de quilòmetres. A manera de comparació, la Terra és a 150 milions de quilòmetres (1,0 unitat astronòmica) del Sol, i Mercuri (planeta) és a 46 milions de km (0,31 UA) del Sol al periheli. El moviment propi de Sgr A* és aproximadament −2,70% per any per a l'ascensió recta i −5,6 mas per any per la declinació.[14][15][16] El mesurament del telescopi d'aquests forats negres va posar a prova la teoria de la relativitat d'Einstein amb més rigor que abans, i els resultats coincideixen perfectament.[9]

El 2019 els mesuraments realitzats amb la Cambra de banda ampla aerotransportada d'alta resolució-Plus (HAWC+) muntada a l'aeronau SOFIA[17] va revelar que els camps magnètics causen l'anell circumdant de gas i pols, les temperatures del qual oscil·len entre −280 a 17,500 °F (99.8 a 9,977.6 K; −173.3 a 9,704.4 °C),[18] per fluir en una òrbita al voltant de Sagitari A*, mantenint baixes les emissions dels forats negres.[19]

Els astrònoms no han pogut observar Sgr A* a l'espectre òptic a causa de l'efecte de 25 magnituds d'extinció per la pols i gas entre la font i la Terra.[20]

Història

[modifica]

Sagitari A* va ser descobert entre els dies 13 i 15 de febrer de 1974 pels astrònoms Bruce Balick i Robert Brown en el National Radio Astronomy Observatory, mitjançant l'ús de la tècnica interferometria.[21] El nom de Sgr A* va ser encunyat per Brown per distingir aquesta font compacta dels altres components del centre galàctic i per emfatitzar la seva naturalesa excitada, establint així una analogia amb els estats excitats en els àtoms, que es denoten amb un asterisc (Fe*, He*, etc).[22]

A l'octubre de 2002, un equip internacional liderat per Rainer Schödel de l'Institut Max Planck per a Física Extraterrestre va informar de l'observació del moviment de l'estrella S2 propera a Sagitari A* durant un període de 10 anys.[23] D'acord amb l'anàlisi, les dades van descartar la possibilitat que Sgr A* continguera un cúmul d'objectes foscos estel·lars o una massa de fermions degenerats, enfortint l'evidència que es tractava d'un forat negre supermasiu. Les observacions de S2 van usar interferometria de la regió espectral de l'infraroig proper (NIR) (K-band, i.e. 2.2 μm), a causa de l'extinció interestel·lar reduïda en aquesta banda. Es van utilitzar màsers SiO per alinear les imatges NIR amb les observacions de ràdio, com pot observar-se en NIR i bandes de ràdio. El moviment ràpid de S2 (i altres estels propers) destaca enfront d'altres estels de moviment lent al llarg de la línia de visió de manera que aquestes podrien ser sostretes de les imatges. Les observacions de VLBI de Sagitari A* podrien també alinear-se centralment amb les imatges, de manera que S2 pogués veure's orbitant al voltant de Sagitari A*. Examinant aquesta òrbita van estimar que la massa de Sagitari A* era de 3,7 ± 0,2 milions de vegades la massa solar, confinada en un volum amb un radi no major de 17 hores-llum (120 ua).

Observacions posteriors van mostrar que la massa de Sgr A* era aproximadament 4.1 milions de vegades la massa solar de volum amb un radi no major que 6.25 hores-llum (45 ua) o 6.700 milions de quilòmetres. També van determinar que la distància entre la Terra i el centre de la galàxia (el centre rotacional de la Via Làctia) era de 26.000 anys llum o 8.0 ± 0.6 × 103 parsecs.[24] Les ones de ràdio i infraroig detectades provenen del gas i pols escalfat a milions de graus en la seva caiguda cap al forat negre. Aquest últim tan sols emet radiació de Hawking a una baixa temperatura de l'ordre de 10-14 K.

Al novembre de 2004, un equip d'astrònoms van reportar el descobriment d'un possible forat negre intermedi, referit com GCIRS 13I, orbitant a tres anys llum de Sgr A*.[25] Aquest forat negre de 1.300 vegades la massa solar està en un cúmul compost per set estels. Aquesta observació recolza la idea que els forats negres supermasius creixen absorbint forats negres menors i estels.

Després de monitorar les òrbites estel·lars al voltant de Sgr A* durant 16 anys, Gillessen et al. van estimar la seva massa en 4.31 ± 0.38 milions de vegades la massa del Sol. Els resultats van ser anunciats en 2008 i publicats en The Astrophysical Journal en 2009.[26] Reinhard Genzel, director del projecte, va dir que l'estudi reflectia "el que és considerat fins ara la millor evidència empírica que els forats negres supermasius existeixen. Les òrbites estel·lars al centre galàctic mostren que la concentració de massa central de 4 milions de masses solars ha de ser un forat negre, més enllà de qualsevol dubte raonable".[27] ˈ

Forat negre central

[modifica]

Si la posició aparent de Sagitari A* estiguera exactament centrada al forat negre, seria possible veure-la ampliada més enllà de la seva grandària real, a causa de la lent gravitatòria. D'acord amb la relativitat general, això resultaria en una grandària mínima observada d'almenys 5,2 vegades el radi Schwarzschild del forat negre, que, per a un forat negre d'al voltant de 4 milions de masses solars, correspon a una grandària mínima observada d'aproximadament 52 μas. Això és molt més major que la grandària observada de 37 μas i per tant suggereix que les emissions de ràdio de Sagitari A * no estan centrades al forat, sinó que sorgeixen d'un punt brillant a la regió al voltant del forat negre, prop de l'horitzó de successos, Un disc d'acreció o un doll relativista de material expulsat del disc.[28]

La massa de Sagitari A * s'ha estimat de dues formes diferents.

  1. Dos grups -a Alemanya i els Estats Units- monitorejaren les òrbites dels estels individuals molt prop del forat negre i van usar les lleis de Kepler per inferir la massa tancada. El grup alemany va trobar una massa de 4,31 ± 0,38 milions de masses solars, mentre que el grup nord-americà va trobar 3,7 ± 0,2 milions de masses solars. Atès que aquesta massa està confinada dins d'una esfera de 44 milions de km de diàmetre, això produeix una densitat deu vegades major que les estimacions anteriors.
  2. Més recentment, el mesurament dels moviments apropiats d'una mostra de diversos milers d'estels dins d'aproximadament un parsec del forat negre, combinada amb una tècnica estadística, ha produït tant una estimació de la massa del forat negre en 3,6 + 0,2 -0,4 × 10^6 masses solars, més una massa distribuïda en el parsec central que ascendeix a (1 ± 0,5) × 10^6 masses solars.[29] Hom creu que aquest últim està compost d'estels i restes estel·lars.

Referències

[modifica]
  1. ↑ Afirmat a: Biblioteca de la Universitat Cornell.
  2. ↑ Afirmat a: Department of Astronomy.
  3. ↑ Afirmat a: Universitat de Califòrnia a Los Angeles.
  4. ↑ Saundra Albers «An improved distance and mass estimate for Sgr A* from a multistar orbit analysis» (en anglès). Astrophysical Journal, 1, 03-10-2016, pàg. 17–17. DOI: 10.3847/0004-637X/830/1/17.
  5. ↑ 5,0 5,1 Leonid Petrov «The Very Long Baseline Array Galactic Plane Survey--VGaPS» (en anglès). Astronomical Journal, 2, 22-06-2011, pàg. 35. DOI: 10.1088/0004-6256/142/2/35.
  6. ↑ Reynolds, C. (4 setembre 2008). "Astrophysics: Bringing black holes into focus". Nature 455 (7209): 39–40. Bibcode:2008Natur.455...39R. doi:10.1038/455039a. PMID: 18769426
  7. ↑ Henderson, Mark «Astronomers confirm black hole at the heart of the Milky Way». Times Online, 09-12-2008 [Consulta: 17 maig 2009].
  8. ↑ «Astronomers reveal first image of the black hole at the heart of our galaxy». eso.org, 12-05-2022.
  9. ↑ 9,0 9,1 Overbye, Dennis «Has the Milky Way’s Black Hole Come to Light? - The Event Horizon Telescope reaches again for a glimpse of the “unseeable.”». The New York Times, 12-05-2022 [Consulta: 12 maig 2022].
  10. ↑ «Astronomers reveal first image of the black hole at the heart of our galaxy». eso.org, 12-05-2022.
  11. ↑ 11,0 11,1 The Event Horizon Telescope Collaboration «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, vol. 930, 2, 01-05-2022, pàg. L12. DOI: 10.3847/2041-8213/ac6674. ISSN: 2041-8205.
  12. ↑ Hensley, Kerry. «First Image of the Milky Way's Supermassive Black Hole» (en anglès americà). AAS Nova, 12-05-2022. Arxivat de l'original el 2022-08-02. [Consulta: 13 maig 2022].
  13. ↑ The Event Horizon Telescope Collaboration «First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. III. Imaging of the Galactic Center Supermassive Black Hole». The Astrophysical Journal Letters, vol. 930, 2, 01-05-2022, pàg. L14. Bibcode: 2022ApJ...930L..14E. DOI: 10.3847/2041-8213/ac6429. ISSN: 2041-8205.
  14. ↑ Backer, D. C. «Proper Motion of the Compact, Nonthermal Radio Source in the Galactic Center, Sagittarius A*». The Astrophysical Journal, vol. 524, 2, 20-10-1999, pàg. 805–815. arXiv: astro-ph/9906048. Bibcode: 1999ApJ...524..805B. DOI: 10.1086/307857.
  15. ↑ «Focus on the First Event Horizon Telescope Results – The Astrophysical Journal Letters – IOPscience». iopscience.iop.org. Arxivat de l'original el 2019-05-14. [Consulta: 10 abril 2019].
  16. ↑ Overbye, Dennis «Black Hole Picture Revealed for the First Time» (en anglès). The New York Times, 10-04-2019.
  17. ↑ «HAWC+, the Far-Infrared Camera and Polarimeter for SOFIA». , 2018.
  18. ↑ «The Milky Way's Monster Black Hole Has a Cool Gas Halo – Literally». Space.com, 05-06-2019.
  19. ↑ «Magnetic Fields May Muzzle Milky Way's Monster Black Hole». Space.com, 14-06-2019.
  20. ↑ Osterbrock, Donald E.. Astrophysics of Gaseous Nebulae and Active Galactic Nuclei. 2nd. University Science Books, 2006. ISBN 978-1-891389-34-4. 
  21. ↑ Melia, Fulvio (2007). The Galactic Supermassive Black Hole. Princeton: Princeton University Press. ISBN 0-691-13129-5
  22. ↑ L. Brown, Robert; Lo, K.Y.; Goss, W.M. «The Discovery of Sgr A*». Astronomische Nachrichten, S1, 2003, pàg. 1-8 [Consulta: 2 març 2014].
  23. ↑ Schödel, R. «A star in a 15.2-year orbit around the supermassive black hole at the centre of the Milky Way». Nature, 419, 6908, 2002, pàg. 694-696 [Consulta: 2 març 2014].
  24. ↑ Ghez, A.M. «Measuring Distance and Properties of the Milky Way's Central Supermassive Black Hole with Stellar Orbits». Astrophysical Journal, 689, 2, 2008, pàg. 1044-1062. DOI: 10.1086/592738 [Consulta: 2 març 2014].
  25. ↑ Maillard, J.P.; Paumard, T.; Stolovy, T.; Rigaut, F. «The nature of the Galactic Center source IRS 13 revealed by high spatial resolution in the infrared». Astronomy & Astrophysics, 2004 [Consulta: 2 març 2014].
  26. ↑ Gillesen, Stefan «Monitoring stellar orbits around the Massive Black Hole in the Galactic Center». The Astrophysical Journal, 692, 2, 2009, pàg. 1075-1109 [Consulta: 2 març 2014].
  27. ↑ O'Neill, Ian. «Beyond Any Reasonable Doubt: A Supermassive Black Hole Lives in Centre of Our Galaxy"» (en anglès). Universe Toda, 2008. [Consulta: 4 març 2014].
  28. ↑ Doeleman, 2008.
  29. ↑ Schödel, Merritt i Eckart, 2009.

Bibliografia

[modifica]

Per a més informació

[modifica]

Enllaços externs

[modifica]