Naše Galaxie > Střed Galaxie

Střed Galaxie

Střed Galaxie leží ve směru souhvězdí Střelce. Není možné ho spatřit optickými dalekohledy, protože ohromná množství prachu pohlcují jeho světlo. Proniknou jimi ale rádiové vlny a infračervené záření a tak nám mohou o galaktickém středu něco vypovědět.
Do vzdálenosti 1 000 světelných let od středu jsou vzdálenosti mezi hvězdami velmi malé. Kdybychom žili na planetě v této oblasti, na noční obloze by se nacházelo velké množství jasných hvězd a nikdy by se nesetmělo. Nejbližší hvězdy by byly vzdálené jen několik světelných dní.
Středová oblast je intenzivním zdrojem rádiových vln, infračerveného a rentgenového záření. Silné infračervené záření vychází z oblasti o průměru jenom 20 světelných let. Rádiové mapy této oblasti ukazují oblaka plynu proudící ke středu. Kolem něj rychle víří prstenec z nashromážděného plynu, z jehož vnitřního okraje dopadá do středu rozžhavený plyn.
Ve středu Galaxie se nachází zdroj obrovské energie, černá díra. Září jako sto milionů Sluncí, ale svou velikostí by se vešel do oběžné dráhy Jupitera. Jeho celková hmotnost je asi milionkrát větší než sluneční. Tato hmota je téměř určitě černá díra, která „požírá“ mezihvězdný plyn a prach, který si přitahuje z prstence kupícího se kolem něj. Jak tento plyn padá na černou díru, zahřívá se a vysílá energii, kterou pozorujeme.

Souřadnice

Souřadnice galaktického středu jsou:

Rektascenze (pro epochu 2000.0)  17h 45m 40,045s ± 0,010s  
Deklinace (pro epochu 2000.0) -29° 00' 27,9" ± 0,2"  
Vzdálenost  26 400 (světelných let), 8 (kpc)

Mapa centrální oblasti

Kliknutím na níže uvedený obrázek se zobrazí fotografie centrální oblasti Galaxie. Na snímcích je možné najít čtyři souhvězdí (Střelec, Štír, Hanodoš a Štít) a také velké množství Messierových objektů. Je možné si vybrat z několika verzí. Jednak jsou k dispozici dvě verze snímků, jedna je bez zakreslených objektů (viz snímek vlevo) a na druhém obrázku jsou zakresleny obrysy jednotlivých souhvězdí, polohy příslušných Messierových objektů (M6, M7, M8, M9, M16, M17, M18, M20, M21, M22, M23, M24, M25, M28, M54, M69 a M70), poloha galaktického středu atd. a potom je verze snímku, který je v základním tvaru bez zakreslených objektů, ale po kliknutí na snímku myší se překryje snímkem, kde jsou zakreslené zmíněné objekty.

Mapa

Rádiové snímky středu Galaxie

Střed Galaxie nelze spatřit ve viditelném spektru, protože je zakryto hustým závojem prachu a plynu. Proto je nutné použít jiné spektrum, např. γ záření, rentgenové, infračervené nebo rádiové záření.
Tento panoramatický pohled na střed naší Galaxie je v rádiových vlnových délkách 90 cm. Obrázek vytvořil N. Kassim a spolupracovníci z laboratoře Naval Research Laboratory. Jedná se o  největší a nejcitlivější rádiový obrázek středu naší Galaxie ve vysokém rozlišení.
Koncentrace zdrojů podél diagonální přímky přes snímek prozrazuje, že Galaxie vykazuje diskovou strukturu při bočním pohledu. Na snímku jsou zobrazeny všechny hlavní složky oblasti středu Galaxie.

Jádro
Jádro Galaxie

Nejnápadnější zdroj na snímku je Sgr A (jeho jméno je odvozeno od skutečnosti, že se střed Galaxie nachází ve směru, kde je souhvězdí Střelce – Sagittarius, zkratka Sgr). Hluboko uvnitř Sgr A je zdroj Sgr A*, o níž se astronomové domnívají, že by se mohlo jednat o černou dírou s hmotností milion hmotností Slunce.

Sgr A není zřejmě pouze zdroj. Jak se utváří mladé horké hvězdy, zahřívají okolo sebe plyn. Časem je plyn dostatečně horký na to, aby začal vyzařovat a tak ukázal, kde se hvězdy vytváří. V centru Galaxie je množství nápadných oblastí tvorby hvězd, např. Sgr B1 a B2 a část Sgr D. Až horké hvězdy vyčerpají zásobu termonukleárního paliva, zhroutí se a vytvoří obrovskou explozi známou jako výbuch supernovy. Pozůstatkem po výbuchu supernovy je rozpínající se plynná obálka (SNR – supernova remnant). Na snímku lze spatřit několik pozůstatků po supernovách. Navíc se zdá, že je toto spirální nebo synchrotronové záření odpovědné za soubor záhadných zdrojů známých jako galaktické centrální oblouhy (arc), vlákna (filament) a nitě (thread). Skutečná povaha těchto vláknových struktur zůstává záhadná, nicméně je jasné, že jejich záření, orientace a struktura poskytuje důležité stopy struktur energetického a rozmanitého magnetického pole ve středu Galaxie.

Tento snímek také vedl k objevení množství nových zdrojů, včetně nových zbytků supernov, množství pulsarových kandidátů a několik nových vláknových struktur.

Další snímek zobrazuje centrální oblast (4° x 4°) naší Galaxie na rádiové frekvenci 330 MHz (vlnová délka 0,92 m). Pro srovnání, Měsíc v úplňku má v průměru 1/2 stupně. Byl vytvořen z dat získaných z  VLA B-, C-, a D uspořádání,

Rozlišení je 48" x 48". Špičková jasnost je 8,5 Jy na svazek (8,5.10-26 W.m-2.Hz-1) a rms úroveň šumu (při vyloučení jasných zdrojů) je 5,9 mJy na svazek (5,9.10-29 W.m-2.Hz-1).

Jansky – jednotka pro měření hustoty toku (energie rádiových vln v  jednotkovém kmitočtovém intervalu, která projde za jednu sekundu plochou 1 m2 postavenou kolmo k dopadajícímu záření) v intervalu 1 Hz elektromagnetického záření, přijatá IAU v r. 1973. Jednotka byla pojmenována podle amerického inženýra českého původu Karla Guthe Jánského (1905-1950).

Žluté rámečky na snímku označují zdroje, které byly identifikovány, že jsou 5krát nad úrovní šumu.

Střed
Snímek galaktického středu na 330 MHz.

Tento schématický snímek zobrazuje hlavní zroje v galaktickém středu. Galaktický rovník (b = 0°) je orientován horizontálně. Ve srovnání s předchozími snímky je tento otočen.

Schéma středu
Schéma středu Galaxie.

Rentgenové snímky středu Galaxie

Mozaika galaktického středu

Tento obrázek byl sestaven z několika snímků sondy Chandra a představuje centrální oblast (400 x 900 světelných let – 120 x 48 obloukových minut) naší Galaxie. Jsou zde vidět stovky bílých trpaslíků, neutronové hvězdy a černou díru. Supermasivní černá díra ve středu Galaxie se nachází uvnitř jasné bílé skvrny uprostřed snímku. Barvy udávají pásmo energie rentgenového záření – červeně (malá), zeleně (střední) a modře (vysoká).

Střed Galaxie
Střed Galaxie

Rentgenový plyn spojený s rádiovým obloukem

Při pozorování oblasti galaktického středu byly nalezeny rentgenová vlákna a mračna, které mají v průměru 40 světelných let (modře). Tyto rentgenové vlastnosti jsou spojené s rozsáhlými vláknovými a skořápkovitými strukturami, které jsou jasnými zdroji rádiových vln (červeně).

Rentgenové záření je produkováno, když se energetické elektrony z rádiových vláken srazí s mračnem chladného plynu, který má hmotnost milionu hmotností Slunce. Tento proces bombardování chladných mračen plynu energetickými elektrony může vysvětlit původ záhadného rentgenového hřebenu podél roviny galaxie, který byl objeven téměř před třiceti lety.

Plyn a oblouk
Měřítko obrázku je: rentgenový molekulární snímek – 8 x 7 úhlových minut, rádiový snímek – strana o 30 úhlových minutách.

Rentgenový zdroj v centru Galaxie – Sgr A*

Následující snímek zobrazuje centrální část oblasti do 10 světelných let centra naší Galaxie. Snímek byl vyhlazen pro zvýraznění rentgenového záření z rozsáhlých mračen horkého plynu, který obklopuje kandidáta na supermasivní černou díru – Sagittarius A* (větší bílá skvrna blízko středu snímku – trochu vlevo a nahoře od menších bílých skvrn). Tento plyn září v  rentgenovém světle, protože je ohříván na teplotu milion stupňů rázovými vlnami, které produkují exploze supernov a možná pomocí srážkovým větrem z mladých hotných hvězd.

Rentgenový snímek
Rentgenový snímek středu Galaxie. Strana obrázku v plném rozlišení představuje 1,3 úhlových minut. Náhled je zmenšený.

Další snímek je ve falešných barvách a zobrazuje centrální oblast naší Galaxie. Jasný bodový zdroj uprostřed snímku vyprodukovala obrovská rentgenová záře, která se vytvořila v blízkosti supermasivní černé díry ve středu naší Galaxie. Tato centrální černá díra má 2,6 milionkrát větší hmotnost než naše Slunce a je doprovázena kompaktním rádiovým zdrojem Sagittarius A*.

Během pozorování se v několika málo minutách dramaticky měnila jasnost rentgenového zdroje v galaktickém středu a asi za 3 hodiny rychle klesla na původní hodnotu. Rychlé změny v intenzitě rentgenového záření naznačují, že záblesk byl díky materiálu, který se nacházel v blízkosti černé díry (ve vzdálenosti Země ke Slunci). Toto je dosud nejzajímavější důkaz, že hmota padající směrem k černé díře je „palivem“ energetických aktivit v galaktickém středu.

Rentgenový záblesk
Rentgenový snímek záblesku ve středu Galaxie. Strana obrázku v plném rozlišení představuje 8 úhlových minut. Náhled je zmenšený.

Další snímek ve falešných barvách zobrazuje H II oblast Sagittarius A West. Modré a zelené spirální obrazce jsou vytvořené ionizovaným plynem padající směrem ke středu nebo obíhající okolo středu naší Galaxie. Jasná bílá skvrna uprostřed snímku je kandidát supermasivní černé díry Sagittarius A*.

Rentgenový snímek
Rentgenový snímek středu Galaxie

Zbytky supernovy Sagittarius A East

Tento rentgenový snímek ukazuje souvislost mezi černou dírou Sagittarius A* a zbytkem supernovy Sagittarius A East, které se nacházejí ve středu naší Galaxie v souhvězdí Střelce (Sagittarius).

Díky snímkům z projektu Chandra bylo poprvé možné oddělit zbytky supernovy, Sgr A East, od dalších složitých struktur ve středu Galaxie. Záření ze zbytku supernovy Sgr A East je znázorněné jasnými žlutými a oranžovými tóny uprostřed tohoto snímku. Ze snímku je zřejmé, že Sgr A East obklopuje Sgr A*, centrální černou díru nacházející se blízko bílé skvrny ve spodní pravé části centrálního objektu.

Podařilo se najít horký plyn koncentrovaný uvnitř většího rádiového prstence Sgr A East. Plyn je vysoce obohacen těžkými prvky, více než čtyřnásobek vápníku a železa než na Slunci, a to potvrzuje dřívější podezření, že Sgr A East je nejpravděpodobněji zbytek po výbuchu supernovy. Ačkoliv jsou v Galaxii známy tucty zbytků supernov, přesto je Sgr A East významná, protože se nachází v blízkosti černé díry ve středu naší Galaxi.

Zbytek supernovy
Rentgenový snímek zbytku supernovy Sgr A East. Strana obrázku v plném rozlišení představuje 8,4 úhlových minut.
(zpracováno dle Chandra X-Ray Observatory)

Infračervené snímky středu Galaxie

Tento širokoúhlý snímek oblasti středu Galaxie v infračerveném světle vznikl na základě údajů z družice MSX (Midcourse Space Experiment). Snímek mapuje tři středně infračervená pásma, která jsou jinak lidskému zraku neviditelná, do viditelných modrých (8,28 µm), zelených (kompozice 12,13 µm a 14,65 µm) a červených barev (21,3 µm) a odhaluje tepelnou emisi prachových mračen u galaktického středu, které se zahřívají světlem hvězd. Středem tohoto snímku probíhá galaktická rovina, zatímco samotný galaktický střed je jasná skvrna přímo uprostřed snímku. Zorné pole zvětšeného snímku má asi 4,5 x 1,5 stupňů. Snímek je zhruba 15krát dokonalejší než předchozí nejlepší infračervené snímky pořízené infračerveným astronomickým satelitem IRAS.

Infračervený snímek
Infračervený snímek středu Galaxie pořízený sondou MSX.

Střed naší Galaxie ve viditelném světle zakrývá temný prach, jenž rotuje spolu s hvězdami v galaktické rovině. Snímek zobrazuje, jak vypadá galaktický střed ve třech následných červených pásmech blízkého infračerveného světla. Výsledný snímek je digitální kombinací údajů získaných z projektů 2MASS a MSX. V blízkém infračerveném světle (zobrazeno modře) je prach méně neprůhledný a tak se mnoho jinak zahalených červených obrů stalo viditelnými. Ve středním infračerveném světle (červeně) jasně září samotný prach, ale dovoluje nám pohlédnout velmi blízko do galaktického středu.

Infračervený snímek
Infračervený snímek středu Galaxie pořízený z projektů 2MASS a MSX.
Stránka byla naposledy editována 27. ledna 2013 v 15:14.
Stránka byla od 15. 1. 2010 zobrazena 20905krát.

* * *    Zrcadleno ze stránek astronomia.zcu.cz/objekty/nase/2233-stred-galaxie    * * *
Vytištěno ze stránky projektu Galaxie (objekty.astro.cz/nase/2233-stred-galaxie)
Nahrávám...