Centrum Drogi Mlecznej – co się tam znajduje?

Czy wiesz, czym dokładnie jest centrum Drogi Mlecznej? Wokół czego wiruje reszta naszej galaktyki? W tym artykule znajdziesz odpowiedzi na najważniejsze pytania związane z tym tematem.

Co jest w centrum Drogi Mlecznej? Wokół czego wiruje każda gwiazda, planeta i inny obiekt astronomiczny, który się w niej znajduje? Ile jest gwiazd w Drodze Mlecznej? Na wszystkie pytania i wiele więcej, odpowiadamy w tym artykule. Z niego dowiesz się wszystkiego, o centrum Drogi Mlecznej.

Centrum Drogi Mlecznej – co to jest?

Każda galaktyka, niezależnie od swojego rodzaju posiada centrum. Droga Mleczna, nasz dom, nie jest tu wyjątkiem – miejsce, wokół którego wiruje każdy obiekt tej galaktyki, znajduje się w gwiazdozbiorze Strzelca. Dokładnie w jej środku znajduje się ogromnych rozmiarów obiekt, którym jest supermasywna czarna dziura. Astronomowie są zgodni, że obecność takiego obiektu jest typowa dla galaktyk – najprawdopodobniej w każdej innej galaktyce znajduje się SMBH (od supermassive black hole).

W przypadku Drogi Mlecznej ogromna czarna dziura ma swoją nazwę: Sagittarius A*. Należy jednak pamiętać, że nie należy jej mylić z Sagittariusem A, którego wspomniana czarna dziura jest częścią. Jej masa jest również ogromna i wynosi około 4 milionów mas naszego Słońca. Warto jednak pamiętać, że Sgr A* nie stanowi SMBH wagi najcięższej – istnieją obiekty, przy których wygląda ona naprawdę blado.

Sagittarius A* swoimi rozmiarami potrafi przyprawić o zawrót głowy, jednak błędem jest myślenie, że obecność SMBH wpływa grawitacyjnie na każdą gwiazdę w Drodze Mlecznej. Choć ramiona naszej galaktyki wirują wokół niej, sam Sgr A* nie utrzymuje wszystkich gwiazd, planet oraz innych obiektów. Sama liczba gwiazd jest szacowana od 100 do nawet 500 miliardów w całej galaktyce. I to właśnie masa wszystkich obiektów, które się w niej znajdują, sprawia, że są one związane ze sobą grawitacyjnie. Jeżeli Sgr A* pewnego dnia by po prostu zniknął, nie wpłynęłoby to w najmniejszym stopniu na galaktykę.

Centrum Drogi Mlecznej to jednak nie tylko ogromna czarna dziura. Jak wspominaliśmy, jest ona częścią struktury Sagittarius A. Oprócz SMBH zaliczają się do niej również dwa elementy. Pierwszym jest Sagittarius A East (pozostałości po wybuchu supernowej) i Sagittarius A West (struktura spiralna).

Oprócz trio Sagittarius A, centrum naszej galaktyki jest miejscem, które jest obfite w ogromną liczbę gwiazd. A jakby tego było mało, w centrum znajdują się też ogromne ilości pyłu, gazu oraz mniejszych obiektów, które skutecznie utrudniają nam obserwację tego miejsce. Badacze szacują, że w odległości jednego parseka od centrum znajduje się około 10 milionów gwiazd. Wśród nich znajdują się czerwone giganty, masywne supergiganty oraz tzw. gwiazdy Wolfa-Rayeta.

-5%

LEGO Lądownik księżycowy Apollo 11 Taniej o 5% z kodem rabatowym „SCROLL23”

Sprawdź też: Co to jest kosmos i dlaczego od lat nas fascynuje?

Czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej i jej zdjęcie

W 2022 roku udało się wykonać zdjęcie czarnej dziury, która znajduje się w centrum Drogi Mlecznej. Do osiągnięcia tego przełomowego rezultatu wykorzystano Teleskop Horyzontu Zdarzeń. Choć wcześniej zakładano jej obecność, astronomowie nie posiadali twardych dowodów na potwierdzenie takiego obiektu w strukturze Sagittarius A. Obserwacja czarnej dziury jest niemożliwa z uwagi na a fakt, że są to obiekty niewidoczne – badacze mogli jedynie obserwować jej wpływ na pobliskie gwiazdy i ich orbitę, a także dysponowali wiedzą na temat silnej emisji fal radiowych. Wykonanie fotografii Sgr A* było pierwszą bezpośrednią obserwacją czarnej dziury w Drodze Mlecznej i ostatecznym dowodem na jej obecność w tym miejscu.

Czarna dziura sama z siebie nie emituje światła, dlatego jej wykrycie podczas „uśpienia” jest praktycznie niemożliwe. Przez uśpienie należy rozumieć brak pochłaniania materii przez ten obiekt. Zdjęcie wykonane przez badaczy przedstawia cień czarnej dziury, który jest otoczony jasnym okręgiem. Okręgiem tym jest dysk akrecyjny, który składa się z wszelkiej materii przyciąganej, a następnie pochłanianej przez czarną dziurę. Materia ta przyspiesza do prędkości relatywistycznych i zaczyna emitować światło. Jest to dowodem na to, że nasza czarna dziura jest aktywna i stale rośnie przez pochłanianie materii (choć nie tak intensywnie jak kiedyś).

centrum Drogi Mlecznej SGR A* — Różnica w rozmiarach obu SMBH jest jednak ogromna | Źródło: edition.cnn.com

Warto tu jednak odnotować, że nie jest to pierwsze zdjęcie czarnej dziury. W 2019 roku naukowcy wykonali zdjęcie supermasywnej czarnej dziury M87 z odległej galaktyki Messier 87. Wydarzenie było to o tyle wiekopomne, ponieważ jej odległość od naszej planety wynosi 55 milionów lat świetlnych. Osiągnięcie to zostało również wykonane z wykorzystaniem Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (EHT). Sama nazwa ma wiele wspólnego z tymi obiektami. Horyzont zdarzeń to punkt każdej czarnej dziury, po przekroczeniu którego nic nie może jej opuścić – także światło.

Na uwagę zasługuje fakt, że wykonanie zdjęcia Sagittariusa A* było trudniejszym zadaniem. I to mimo faktu, że SMBH Drogi Mlecznej jest znacznie, znacznie bliżej niż M87. Różnica tkwi w rozmiarach obu obiektów. Choć oba należą do kategorii SMBH, Sgr A* jest 1500 razy mniejszą czarną dziurą niż M87. Gaz w dysku akrecyjnym, który orbituje wokół czarnej dziury, porusza się niemal z prędkością światła. Jednak przez różnice w rozmiarach, obieg dookoła M87 zajmuje dni, a nawet tygodnie, podczas gdy w przypadku Sgr A* zajmuje to ledwie minuty. Ma to niebagatelny wpływ na jasność i ułożenie struktur gazu w dysku, co utrudnia całą procedurę. Jeden z badaczy porównał to do „wykonania wyraźnego zdjęcia szczeniaka, który szybko goni swój ogon”.

Sprawdź też: Galaktyki – czym są? Nowe galaktyki, najciekawsze i najodleglejsze

Czy Układ słoneczny znajduje się w centrum Drogi Mlecznej?

Nie! W przypadku, gdyby tak rzeczywiście było, ryzyko katastrofy naszej planety (lub innych elementów Układu Słonecznego) rosłoby w znacznym stopniu. Nasza planeta, gwiazda i pozostałe obiekty znajdują się w znacznej odległości od centrum Drogi Mlecznej. Choć podanie dokładnej odległości jest trudne do oszacowania, naukowcy ustalili ją w przybliżonym wyniku. Ziemia znajduje się około 8 kiloparseków od centrum galaktycznego. Stanowi to 26 tysięcy lat świetlnych – z tego względu nasz układ ulokowany jest w jednym z ramion Drogi Mlecznej. Ramię to nazywane jest Ramieniem Oriona i stanowi jedną z mniejszych spiralnych struktur w Drodze Mlecznej.

Słońce w Drodze Mlecznej — Lokalizacja Słońca w Drodze Mlecznej. Odległość od centrum jest znaczna i wynosi 26 tysięcy lat świetlnych

W związku z tym, że cały Układ Słoneczny orbituje wokół centrum Drogi Mlecznej, możesz się zastanawiać, ile zajmuje jeden pełny obrót. Pokonanie pełnej orbity wokół centrum nazywane jest rokiem galaktycznym. Zajmuje to od 225 do 250 milionów lat i daje obraz tego, jak z ogromnymi dystansami mamy tu do czynienia.

Zlokalizowanie Ziemi, Słońca, pozostałych planet w tak, można by rzec, „nudnym” miejscu galaktyki, ma ogromne znacznie. Przede wszystkim, ewolucja życia nie byłaby możliwa, gdyby nie nasza lokalizacja. Położenie w Ramieniu Oriona to bardzo spokojny punkt w naszej galaktyce. Zarówno pod względem wybuchów obiektów, które mogłyby zagrozić życiu (supernowe), jak i sprzyjające ewolucji gwiazd (Słońce i jego żywot pozostaje niezaburzony). Jeżeli Układ Słoneczny znajdowałby się blisko centrum Drogi Mlecznej, życie na Ziemi nie mogłoby istnieć. Powodów byłoby wiele, od bliskich przejść gwiazd, kolizji kosmicznych czy też intensywnego promieniowania pochodzącego z Sagittariusa A.

Sprawdź też: Duży, większy, ogromy, TON 618 – największa czarna dziura odkryta do tej pory

Bąble Fermiego – czym są te struktury?

Centrum naszej galaktyki to miejsce także innych zjawisk, które pozostają niewytłumaczalne do tej pory. Jednym z nich są tzw. bąble Fermiego. Są to ogromnych rozmiarów dwie formacje, które zlokalizowane są nad i pod centrum Drogi Mlecznej, rozciągając się na odległość ok. 25 tysięcy lat świetlnych każda.

Odkryte w 2010 roku wciąż pozostają zagadką dla astronomów. Wiadomo tylko, że obie struktury promieniują w dwóch zakresach: rentgenowskim oraz gamma. Powód powstania, zasada działania i wszystko inne co ich dotyczy, spędza sen z powiek astronomom. Jednym z domysłów naukowców jest to, że stanowią pozostałości po dżetach wystrzeliwanych z czarnej dziury.

Jak to jednak możliwe, że czarna dziura może coś wystrzelić? Dżety składają się z materii, która nie przekroczyła horyzontu zdarzeń. Czarna dziura, nie mogąc pochłonąć całej materii, która przyciąga, wystrzeliwuje dwa dżety, stanowiące skolimowany strumień plazmowej materii. Każdy z nich opuszcza czarną dziurę z jej dwóch biegunów i osiąga prędkość światła, potrafiąc przy tym pokonać znaczne odległości. Umiejscowienie samych bąbli Fermiego sugeruje, że mogą być one pozostałościami po takich dwóch dżetach z czasów, gdy Sgr A* był intensywnie pochłaniającą materię czarną dziurą.

Wiesz już o tym, co znajduje się w centrum Drogi Mlecznej. Fotografia z 2022 roku udowodniła nam wszystkim, że ogromne obiekty bytują w centrach nie tylko naszej, ale i praktycznie wszystkich galaktyk. Dalsze badania powinny przynieść więcej odpowiedzi na trapiące naukowców pytania. O każdym przełomie z pewnością Was poinformujemy!