Галактический центр

ГАЛАКТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР - центральная область Галактики радиусом »1 кпк с отличными от её остальных частей характеристиками. Г. ц. находится в направлении созвездия Стрельца (Sagittarius) на расстоянии »10 кпк от Солнца. Наличие межзвёздной пыли в галактич. плоскости препятствует оптич. наблюдениям Г. ц. (поглощение света в направлении Г. ц. превышает 27^m), но практически не мешает наблюдениям в ИК-, радио-, рентг. и гамма-областях спектра. Все имеющиеся данные о центр. части Галактики получены путём интерпретации линейчатого и непрерывного излучения диффузной среды - газа и пыли - в ИК- и радиодиапазонах. Звёздное население в Г. ц. непосредственно не наблюдается (в пределах области с радиусом 1 кпк), хотя косвенные данные указывают, что в звёздах сосредоточено более 99% массы этой области (остальное вещество - это газ с ничтожной примесью пыли).

Распределение массы () в Г. ц. исследуется по скорости (v) движения газовых облаков вокруг Г. ц. (круговая скорость ), к-рая определяется по смещению или ширине спектр. линий нейтрального водорода (радиолинии водорода 21 см), рекомбинационных радиолиний возбуждённого водорода, линий поглощения молекул ОН, СО, Н₂СО и др.

Рис. 1. Распределение полной плотности r и массы в центре Галактики в объёме с радиусом R » 1000 пк.

Рис. 2. Схематическое изображение распределения газа в области галактического центра.

Из того факта, что v_кр облаков газа почти не зависит от R (и равна »200+50 км/с) следует, что полная пространственная плотность вещества звёзд, газа и пыли в Г. п. r ~R^-2 (рис. 1). Поверхности постоянной пространств. плотности звёзд в Г. ц. имеют форму сплюснутого сфероида с отношением осей 1:2. Кроме распределения пространств. плотности, о звёздном населении Г. ц. почти ничего неизвестно.

Распределение диффузной среды в этой области имеет очень сложный характер (рис. 2). В ней имеется вращающийся диск из молекулярного и атомарного водорода. Радиус диска составляет ок. 600 пк, масса газа в диске , в т. ч. нейтрального атомарного водорода (остальной газ находится в форме плотных облаков молекулярного водорода Н₂). Ось вращения центр. газового диска наклонена на неск. градусов по отношению к оси вращения Галактики.

Область Г. ц. радиусом 150 пк заполнена ионизов. водородом (область НII) с массой газа , темп-рой 5000К и ср. концентрацией частиц ~10 см^-3. В этой же области видны отдельные дискретные источники теплового излучения с радиусами ~10 пк, электронной концентрацией ~100 электрон/см³ и массами . Ионизация газа в Г. ц. связана с высоким темпом звездообразования и с большим количеством молодых горячих звёзд. В Г. ц. в области радиусом 50 пк находится около 100 звёзд спектрального класса O6V. Поток ИК-излучения от Г. ц. в значительной степени связан с излучением пыли, нагретой горячими О-звёздами и красными гигантами и сверхгигантами.

Рис. 3. Радиокарта центральной части Галактики (по данным исследований на волне 6 см, Эффельсберг, Бонн).

Среди источников радиоизлучения в Г. ц. (рис. 3) выделяются три: Стрелец А Западный (Sgr A West), Стрелец А Восточный (Sgr A East) и Стрелец В2 (Sgr B2). Последние два явл. молекулярными облаками с массами , радиусами 20 пк и расстоянием от центра Галактики »100-200 пк. В них расположены мощные очаги звездообразования. Движение газовых облаков в Г. ц. носит сложный характер: наблюдается не только круговой, но и радиальный компонент скорости, направленный преимущественно от центра.

Источник Sgr A West совпадает с динамич. центром Галактики и имеет размер ~10 пк. Эту область принято наз. ядром Галактики. В ядре обнаружены точечные источники, отождествлённые по наблюдениям линии поглощения СО с красными гигантами, а также отдельные плотные газовые конденсации размером ~0,1 пк.

Динамика газа в Г. ц. изучалась по наблюдениям линии NeII (12,8 мкм), к-рые показали, что с приближением к центру скорость движения газовых облаков возрастает: если на расстоянии 2 пк от центра она составляет 150 км/с, то на расстоянии 0,4 пк - уже 300 км/с. Нек-рые исследователи полагают, что это связано с активностью Г. ц. и наличием в центре Галактики массивной () чёрной дыры, но выдвигаются также аргументы против этой гипотезы. Осн. из них - низкая активность ядра Галактики, плохо совместимая с присутствием в Г. ц. чёрной дыры. Напр., рентг. светимость ядра в диапазоне 2-10 кэВ не превышает 10³⁶ эрг/с, тогда как не очень активное ядро туманности Андромеды, по-видимому, имеет рентг. светимость ~10³⁸ эрг/с, а активные ядра сейфертовских галактик ~10⁴²-10⁴⁵ эрг/с.

В Sgr A West обнаружено "ядрышко" размером ок. 0,01", генерирующее мощное нетепловое радиоизлучение в сантиметровом диапазоне длин волн. В его центре методами межконтинентальной радиоинтерферометрии на волне 3,8 см (см. Радиоинтерферометр) зарегистрировано ещё более яркое пятно, к-рое даёт четверть всего излучения. Размер этого пятна ничтожно мал - менее 0,001" (менее 10 а. е.). Причём найдена лишь верхняя граница размера ядрышка, в действительности оно может быть значительно меньше. Светимость ядрышка в радиодиапазоне ~10³³ эрг/с, а его яркостная температура ~10¹⁰К. При этом светимость единицы объёма излучающей области почти не уступает объёмной светимости квазаров.

Лит.: Каплан С. А., Пикельнер С. Б., Физика межзвездной среды, М., 1979; Кардашев Н. С., Феноменологическая модель ядра Галактики, в кн.: Итоги науки и техники. Серия Астрономия, т. 24, М.", 1983.

(В.Г. Сурдин)