Centro Galáctico -Galactic Center
O Centro Galáctico (ou Centro Galáctico ) é o centro rotacional, o baricentro , da Via Láctea . Seu objeto massivo central é um buraco negro supermassivo de cerca de 4 milhões de massas solares , chamado Sagitário A* , uma fonte de rádio compacta que está quase exatamente no centro de rotação galáctico. O Centro Galáctico está a aproximadamente 8 kiloparsecs (26.000 ly) de distância da Terra na direção das constelações de Sagitário , Ofiúco e Escorpião, onde a Via Láctea aparece mais brilhante, visualmente perto do Aglomerado da Borboleta (M6) ou da estrela Shaula , ao sul da Nebulosa do Cachimbo .
Existem cerca de 10 milhões de estrelas dentro de um parsec do Centro Galáctico, dominado por gigantes vermelhas , com uma população significativa de supergigantes massivas e estrelas Wolf-Rayet da formação estelar na região há cerca de 1 milhão de anos. As estrelas do núcleo são uma pequena parte dentro do bojo galáctico muito mais amplo .
Descoberta
Por causa da poeira interestelar ao longo da linha de visão, o Centro Galáctico não pode ser estudado em comprimentos de onda de raios-X visíveis , ultravioletas ou suaves (de baixa energia) . A informação disponível sobre o Centro Galáctico vem de observações em comprimentos de onda de raios gama , raios-X duros (de alta energia), infravermelhos , submilimétricos e de rádio .
Immanuel Kant afirmou em General Natural History and Theory of the Heavens (1755) que uma grande estrela estava no centro da Via Láctea, e que Sirius poderia ser a estrela. Harlow Shapley afirmou em 1918 que o halo de aglomerados globulares ao redor da Via Láctea parecia estar centrado nos enxames de estrelas na constelação de Sagitário, mas as nuvens moleculares escuras na área bloqueavam a visão da astronomia óptica. No início da década de 1940 , Walter Baade , do Observatório Mount Wilson, aproveitou as condições de apagão de guerra nas proximidades de Los Angeles para realizar uma busca pelo centro com o Telescópio Hooker de 100 polegadas (250 cm) . Ele descobriu que perto da estrela Alnasl (Gamma Sagittarii) há um vazio de um grau de largura nas faixas de poeira interestelar, o que fornece uma visão relativamente clara dos enxames de estrelas ao redor do núcleo da Via Láctea. Essa lacuna é conhecida como a Janela de Baade desde então.
Em Dover Heights , em Sydney, Austrália, uma equipe de radioastrônomos da Divisão de Radiofísica do CSIRO , liderada por Joseph Lade Pawsey , usou a ' interferometria do mar ' para descobrir algumas das primeiras fontes de rádio interestelar e intergaláctica, incluindo Taurus A , Virgo A e Centauro A. Em 1954, eles construíram uma antena parabólica fixa de 80 pés (24 m) e a usaram para fazer um estudo detalhado de um extenso e extremamente poderoso cinturão de emissão de rádio que foi detectado em Sagitário. Eles nomearam uma fonte pontual intensa perto do centro desse cinturão de Sagitário A e perceberam que ela estava localizada bem no centro da Galáxia, apesar de estar cerca de 32 graus a sudoeste do centro galáctico conjecturado da época.
Em 1958, a União Astronômica Internacional (IAU) decidiu adotar a posição de Sagitário A como o verdadeiro ponto de coordenada zero para o sistema de latitude e longitude galáctica . No sistema de coordenadas equatoriais a localização é: RA 17 h 45 m 40,04 s , Dec −29° 00′ 28,1″ ( época J2000 ).
Em julho de 2022, os astrônomos relataram a descoberta de grandes quantidades de moléculas prebióticas , incluindo RNA , no centro galáctico da Via Láctea .
Distância do Centro Galáctico
A distância exata entre o Sistema Solar e o Centro Galáctico não é certa, embora as estimativas desde 2000 tenham permanecido na faixa de 24 a 28,4 quiloluz-anos (7,4 a 8,7 quiloparsecs ). As estimativas mais recentes de métodos baseados em geometria e velas padrão fornecem as seguintes distâncias para o Centro Galáctico:
- 7,4 ± 0,2(stat) ± 0,2(syst) ou7,4 ± 0,3 kpc (≈24 ± 1kly ) _
- 7,62 ± 0,32 kpc (≈24,8 ± 1 kly )
- 7,7 ± 0,7 kpc (≈25,1 ± 2,3 kly )
- 7,94 ou8,0 ± 0,5 kpc (≈26 ± 1,6 kly )
- 7,98 ± 0,15(stat) ± 0,20(syst) ou8,0 ± 0,25 kpc (≈26 ± 0,8 kly )
- 8,33 ± 0,35 kpc (≈27 ± 1,1 kly )
- 8,0 ± 0,3 kpc (≈25,96 ± 0,98kly )
- 8,7 ± 0,5 kpc (≈28,4 ± 1,6 kly )
- 8,122 ± 0,031 kpc (≈26,49 ± 0,1 kly )
- 8,178 ± 0,013(stat) ± 0,022(syst) kpc (≈26,67 ± 0,1 kly )
Uma determinação precisa da distância ao Centro Galáctico, conforme estabelecido a partir de estrelas variáveis (por exemplo , variáveis RR Lyrae ) ou velas padrão (por exemplo , estrelas de aglomerados vermelhos ) é dificultada por vários efeitos, que incluem: uma lei de avermelhamento ambígua ; uma tendência para valores menores da distância ao Centro Galáctico por causa de uma amostragem preferencial de estrelas para o lado mais próximo do bojo Galáctico devido à extinção interestelar ; e uma incerteza em caracterizar como uma distância média a um grupo de estrelas variáveis encontradas na direção do bojo galáctico se relaciona com a distância ao Centro Galáctico.
A natureza da barra da Via Láctea , que se estende pelo Centro Galáctico, também é ativamente debatida, com estimativas para sua metade do comprimento e orientação entre 1–5 kpc (barra curta ou longa) e 10–50°. Certos autores defendem que a Via Láctea apresenta duas barras distintas, uma aninhada na outra. A barra é delineada por estrelas de aglomerado vermelho (ver também gigante vermelha ); no entanto, as variáveis RR Lyrae não traçam uma barra galáctica proeminente. A barra pode ser cercada por um anel chamado anel de 5 kpc que contém uma grande fração do hidrogênio molecular presente na Via Láctea e a maior parte da atividade de formação de estrelas da Via Láctea . Visto da Galáxia de Andrômeda , seria a característica mais brilhante da Via Láctea.
Buraco negro supermassivo
A complexa fonte de rádio astronômica Sagitário A parece estar localizada quase exatamente no Centro Galáctico e contém uma intensa fonte de rádio compacta, Sagitário A* , que coincide com um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. A acreção de gás no buraco negro , provavelmente envolvendo um disco de acreção em torno dele, liberaria energia para alimentar a fonte de rádio, ela mesma muito maior que o buraco negro.
Um estudo em 2008 que ligou radiotelescópios no Havaí, Arizona e Califórnia ( Interferometria de Linha de Base Muito Longa ) mediu o diâmetro de Sagitário A* em 44 milhões de quilômetros (0,3 UA ). Para comparação, o raio da órbita da Terra ao redor do Sol é de cerca de 150 milhões de quilômetros (1,0 UA ), enquanto a distância de Mercúrio ao Sol na maior aproximação ( periélio ) é de 46 milhões de quilômetros (0,3 UA). Assim, o diâmetro da fonte de rádio é ligeiramente menor que a distância de Mercúrio ao Sol.
Cientistas do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre na Alemanha, usando telescópios chilenos, confirmaram a existência de um buraco negro supermassivo no Centro Galáctico, da ordem de 4,3 milhões de massas solares . Estudos posteriores estimaram uma massa de 3,7 milhões ou 4,1 milhões de massas solares.
Em 5 de janeiro de 2015, a NASA relatou ter observado uma explosão de raios-X 400 vezes mais brilhante do que o normal, um recorde, de Sagitário A*. O evento incomum pode ter sido causado pela quebra de um asteroide caindo no buraco negro ou pelo emaranhamento de linhas de campo magnético dentro do gás que flui para Sagitário A*, de acordo com os astrônomos.
População estelar
O parsec cúbico central em torno de Sagitário A* contém cerca de 10 milhões de estrelas . Embora a maioria delas sejam antigas estrelas gigantes vermelhas , o Centro Galáctico também é rico em estrelas massivas . Mais de 100 estrelas OB e Wolf-Rayet foram identificadas até agora. Eles parecem ter sido formados em um único evento de formação estelar há alguns milhões de anos. A existência dessas estrelas relativamente jovens foi uma surpresa para os especialistas, que esperavam que as forças de maré do buraco negro central impedissem sua formação. Este paradoxo da juventude é ainda mais forte para estrelas que estão em órbitas muito estreitas em torno de Sagitário A*, como S2 e S0-102 . Os cenários invocados para explicar essa formação envolvem a formação de estrelas em um aglomerado de estrelas massivo deslocado do Centro Galáctico que teria migrado para sua localização atual uma vez formado, ou a formação de estrelas dentro de um disco de acreção de gás maciço e compacto ao redor do buraco negro central. A evidência atual favorece a última teoria, pois a formação através de um grande disco de acreção é mais provável de levar à borda discreta observada do jovem aglomerado estelar em aproximadamente 0,5 parsec. A maioria dessas 100 estrelas jovens e massivas parecem estar concentradas em um ou dois discos, em vez de distribuídas aleatoriamente no parsec central. Esta observação, no entanto, não permite tirar conclusões definitivas neste momento.
A formação de estrelas não parece estar ocorrendo atualmente no Centro Galáctico, embora o Disco Circumnuclear de gás molecular que orbita o Centro Galáctico a dois parsecs pareça um local bastante favorável para a formação de estrelas. O trabalho apresentado em 2002 por Antony Stark e Chris Martin mapeando a densidade do gás em uma região de 400 anos-luz ao redor do Centro Galáctico revelou um anel acumulador com uma massa vários milhões de vezes a do Sol e próximo da densidade crítica para a formação de estrelas . Eles preveem que em aproximadamente 200 milhões de anos haverá um episódio de explosão estelar no Centro Galáctico, com muitas estrelas se formando rapidamente e passando por supernovas cem vezes a taxa atual. Esta explosão estelar também pode ser acompanhada pela formação de jatos relativísticos galácticos à medida que a matéria cai no buraco negro central . Pensa-se que a Via Láctea sofre uma explosão estelar deste tipo a cada 500 milhões de anos.
Além do paradoxo da juventude, há também um "enigma da velhice" associado à distribuição das estrelas velhas no Centro Galáctico. Modelos teóricos previam que as estrelas velhas – que superam em muito o número de estrelas jovens – deveriam ter uma densidade ascendente perto do buraco negro, a chamada cúspide Bahcall-Wolf . Em vez disso, foi descoberto em 2009 que a densidade das estrelas antigas atinge um pico a uma distância de aproximadamente 0,5 parsec de Sgr A*, depois cai para dentro: em vez de um aglomerado denso, há um "buraco", ou núcleo , ao redor do preto. buraco. Várias sugestões foram apresentadas para explicar essa observação intrigante, mas nenhuma é completamente satisfatória. Por exemplo, embora o buraco negro comesse estrelas próximas a ele, criando uma região de baixa densidade, essa região seria muito menor que um parsec. Como as estrelas observadas são uma fração do número total, é teoricamente possível que a distribuição estelar geral seja diferente da observada, embora nenhum modelo plausível desse tipo tenha sido proposto ainda.
Bolhas de Fermi emitindo raios gama e X
Em novembro de 2010, foi anunciado que duas grandes estruturas de lobo elíptico de plasma energético , denominadas "bolhas", que emitem raios gama e raios-X, foram detectadas no núcleo da Via Láctea. Essas chamadas "bolhas de Fermi" se estendem até cerca de 25.000 anos-luz acima e abaixo do Centro Galáctico. O nevoeiro difuso de raios gama da galáxia dificultou as observações anteriores, mas a equipe de descoberta liderada por D. Finkbeiner, com base na pesquisa de G. Dobler, trabalhou em torno desse problema. O Prêmio Bruno Rossi de 2014 foi para Tracy Slatyer , Douglas Finkbeiner e Meng Su "pela descoberta, em raios gama, da grande estrutura galáctica inesperada chamada bolhas de Fermi ".
A origem das bolhas está sendo pesquisada. As bolhas estão conectadas e aparentemente acopladas, via transporte de energia, ao núcleo galáctico por estruturas colunares de plasma energético apelidadas de "chaminés". Eles foram vistos em luz visível e medições ópticas foram feitas pela primeira vez em 2020.
Galeria
Em maio de 2021, a NASA publicou novas imagens do Centro Galáctico, com base em pesquisas do Observatório de raios-X Chandra e outros telescópios. As imagens têm cerca de 2,2 graus (1.000 anos-luz) de diâmetro e 4,2 graus (2.000 anos-luz) de comprimento.
O centro da Via Láctea – imagem obtida pelo ISAAC, espectrômetro e câmera de infravermelho próximo e médio do VLT .
Imagem infravermelha do Telescópio Espacial Spitzer .
Uma visão do céu noturno perto de Sagitário , aprimorada para mostrar melhor contraste e detalhes nas faixas de poeira. As principais estrelas em Sagitário são indicadas em vermelho.
As partes centrais da Via Láctea, observadas no infravermelho próximo com o instrumento NACO montado no Very Large Telescope do ESO .
Detecção de uma explosão de raios-X extraordinariamente brilhante de Sagitário A* , um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea .
O centro da Via Láctea, fotografado por 64 radiotelescópios da matriz sul-africana MeerKAT .
Veja também
Notas e referências
Leitura adicional
- Eckart, A.; Schödel, R.; Straubmeier, C. (2005). O Buraco Negro no Centro da Via Láctea . Londres: Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-567-0.
- Meliá, Fulvio (2003). O Buraco Negro no Centro da Nossa Galáxia . Princeton: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-09505-9.
- Meliá, Fulvio (2007). O Buraco Negro Supermassivo Galáctico . Princeton: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-13129-0.
Imprensa
- "Nova imagem de rádio MeerKAT revela coração complexo da Via Láctea - SARAO" . 26 de janeiro de 2022.
links externos
- Grupo do Centro Galáctico da UCLA
- Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics Galactic Center Group
- O buraco negro supermassivo galáctico
- O buraco negro no centro da Via Láctea
- O coração escuro da Via Láctea
- Animação mostrando órbitas de estrelas perto do centro da Via Láctea
- Zoom no centro da Via Láctea
- Aumento dramático nas explosões de supernovas
- APOD :
- Uma simulação das estrelas que orbitam o buraco negro massivo central da Via Láctea
- Centro Galáctico em arxiv.org