Стрелец A* (; произносится «Стреле́ц А со звёздочкой») — компактный радиоисточник, находящийся в центре Млечного Пути, входит в состав радиоисточника Стрелец А. Излучает также в инфракрасном, рентгеновском и других диапазонах. Представляет собой высокоплотный объект — сверхмассивную чёрную дыру, окружённую горячим радиоизлучающим газовым облаком диаметром около . Расстояние до радиоисточника составляет , масса центрального объекта равна . Данные с радиотелескопа VLBA свидетельствуют, что непосредственно на долю самой чёрной дыры приходится минимум четверть от общей массы объекта Sgr A*, а остальная часть массы приходится на окружающую чёрную дыру материю, а также соседние с ней звёзды и облака газаReid M. J., Brunthaler A. The Proper Motion of Sagittarius A*: III. The Case for a Supermassive Black Hole , 13 Jan 2020..
12 мая 2022 года астрономы, проводившие наблюдения с помощью Телескопа горизонта событий, опубликовали первую фотографию аккреционного диска в радиусе Стрельца А*, подтвердив, что объект содержит чёрную дыру. Это второе подтверждённое изображение чёрной дыры (первое — фото СМТ в галактике М87).
Характеристики Расстояние: 26 996 ± 100 световых лет (8277 ± 42 парсек). Радиус: не более 45 а. е. ( млн км), не менее 12,7 ± 1,1 млн км (радиус Шварцшильда). Масса: (4,297 ± 0,042) . Яркостная температура: около 1 K.
История открытия 16 октября 2002 года международная исследовательская группа Института Макса Планка во главе с Райнером Шёделем сообщила о наблюдениях движения звезды S2 вокруг объекта Стрелец A* за десять лет. Наблюдения доказывали, что Стрелец A* — объект огромной массыSchödel, R. et al. A star in a 15.2-year orbit around the supermassive black hole at the centre of the Milky Way // Nature, 419, 694—696, (2002).. По анализу элементов орбит вначале было определено, что масса объекта составляет , эта масса заключена в объёме не более () в диаметре. Последующие наблюдения установили более точное значение массы — а радиус не более ()Ghez, A. M. et al. The First Measurement of Spectral Lines in a Short-Period Star Bound to the Galaxy’s Central Black Hole: A Paradox of Youth // The Astrophysical Journal, 586, L127—L131, (2003).UCLA Galactic Center Group .. Для сравнения: Плутон отдалён от Солнца на . Эти наблюдения позволили предположить, что объект Стрелец A* является чёрной дырой.
В декабре 2008 года исследователи из Института внеземной физики Макса Планка опубликовали уточнённые данные о массе предполагаемой сверхмассивной чёрной дыры по результатам наблюдений за 16 лет.. Она составила 4,31 ± 0,36 миллиона масс Солнца. Райнхард Генцель, руководитель группы, отметил, что это исследование является лучшим опытным свидетельством существования сверхмассивных чёрных дырBeyond Any Reasonable Doubt: A Supermassive Black Hole Lives in Centre of Our Galaxy .. Последние наблюдения с высоким угловым разрешением на длине волны показывают, что угловой диаметр источника равен , что на данном расстоянии соответствует линейному диаметру (ср. с перигелием орбиты Меркурия, ). Поскольку гравитационный радиус объекта массой равен , для данной массы он составляет (12,7 ± 1,1) млн км, и измеренный радиус источника лишь вдвое больше гравитационного радиуса центрального объекта. Это согласуется с ожидаемым существованием излучающего аккреционного диска вокруг чёрной дыры. Независимо к тем же заключениям пришла группа учёных под руководством Андреи Гез, которая вела наблюдения в Обсерватории Кека. В 2020 году за открытие данного объекта Генцелю и Гез была присуждена Нобелевская премия.
Характер движения звёзд в окрестностях Sgr A* показывает, что чёрная дыра или не вращается совсем или делает это очень медленноGiacomo Fragione, Abraham Loeb. An Upper Limit on the Spin of SgrA* Based on Stellar Orbits in Its Vicinity , Published 2020 October 1.Чёрная дыра в центре Млечного Пути практически не вращается , 2020..
На 2021 год наиболее точные измерения массы объекта выполнены коллаборацией GRAVITY, исследовавшей в инфракрасном диапазоне движение звёзд S-скопления (S2, S29, S38, S55). Точное измерение параметров орбит позволило с высокой точностью оценить массу центрального тела. Она равна
Наблюдения в радиодиапазоне Долгое время центр нашей Галактики, приблизительное положение которого (созвездие Стрельца) было известно по оптическим наблюдениям, не был ассоциирован ни с каким компактным астрономическим объектом.
В 1931 году Карл Янский провёл эксперименты, которые считаются началом радиоастрономии (см. История радиоастрономии). В то время Янский работал радиоинженером на полигоне фирмы «Bell Telephone Labs». Ему было поручено исследование направления прихода грозовых помех. Для этого Карл Янский построил вертикально поляризованную однонаправленную антенну типа полотна Брюса. Работа велась на волне 14,6 м (20,5 МГц) . В декабре 1932 года Янский представил первые результаты, полученные на своей установке. Сообщалось об обнаружении «…постоянного шипения неизвестного происхождения». Янский утверждал, что эти помехи вызывают «шипение в наушниках, которое трудно отличить от шипения, вызываемого шумами самой аппаратуры. Направление прихода шипящих помех меняется постепенно в течение дня, делая полный оборот за 24 часа». Основываясь на 24-часовом эффекте Янский предположил, что новый источник помех в какой-то мере может быть связан с Солнцем. В двух своих следующих работах, в октябре 1933 года и октябре 1935 года, Карл Янский постепенно пришёл к заключению, что источником его новых помех является центральная область нашей галактики. Причём наибольший отклик получается, когда антенна направлена на центр Млечного Пути. Янский сознавал, что прогресс в радиоастрономии потребует антенн бо́льших размеров с более острыми диаграммами, которые должны быть легко ориентируемы в различных направлениях. Он сам предложил конструкцию параболической антенны с зеркалом 30,5 м в диаметре для работы на метровых волнах. Однако его предложение не получило поддержки в США.
В 1937 году построен первый радиотелескоп с параболическим зеркалом Гроутом Ребером, радиолюбителем из Уиттона (, штат Иллинойс, США). Радиотелескоп располагался в заднем дворе дома родителей Гроута, имел параболическую форму и диаметр антенны около 9 метров. С помощью инструмента Гроут построил карту неба в радиодиапазоне, на которой отчётливо видны центральные области Млечного Пути и яркие радиоисточники Лебедь A (Cyg A) и Кассиопея A (Cas A).
В 1960 году Ян Оорт и Г. Рогур установили, что в непосредственной близости (менее 0,03°) от галактического центра находится радиоисточник Стрелец А (Sgr A). В 1966 году Д. Даунс и А. Максвелл, обобщив данные по радионаблюдениям в дециметровом и сантиметровом диапазонах, пришли к выводу, что малое ядро Галактики представляет собой объект диаметром , связанным с источником Стрелец-А.
К началу 1970-х годов благодаря наблюдениям в радиоволновом диапазоне было известно, что радиоисточник Стрелец-А имеет сложную пространственную структуру. В 1971 году Даунс и Мартин, проводя наблюдения на Кембриджском радиотелескопе с базой 1,6 км на частотах 2,7 и 5 ГГц с разрешениями 11″ и 6″ соответственно, выяснили, что радиоисточник состоит из двух диффузных облаков, находящихся на расстоянии 1′ друг от друга: восточная часть (Sgr A) излучает радиоволновой спектр нетепловой природы, а западная (Sgr A*) представляет собой радиоизлучающее облако горячего ионизированного газа диаметром около 45″ (1,8 пк). В 1974 году Б. Балик и С. Сандерс провели на 43-метровом радиотелескопе Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) картографирование радиоисточника Стрелец-А на частотах 2,7 и 8,1 ГГц с разрешением 2″. Было обнаружено, что оба радиоисточника представляют собой компактные образования диаметром менее 10″ (), окружённые облаками горячего газа. Изображение Стрелец A* в спектральной линии водорода (1,3-миллиметровой рекомбинационной линии H30α), полученное при помощи комплекса радиотелескопов ALMA, позволило определить, что её аккреционный диск вращается. Масса аккреционного диска может составлять 0,00001—0,0001 , а скорость падения материала может составлять 2,7×10−10 в годElena M. Murchikova, E. Sterl Phinney, Anna Pancoast, Roger D. Blandford. A cool accretion disk around the Galactic Centre black hole // Nature, 570, 83—86 (2019).Аккреционный диск чёрной дыры в центре Млечного Пути вращается..
Начало наблюдений в инфракрасном диапазоне Вплоть до конца 1960-х годов не существовало эффективных инструментов для изучения центральных областей Галактики, поскольку плотные облака космической пыли, закрывающие от наблюдателя галактическое ядро, полностью поглощают идущее из ядра видимое излучение и значительно осложняют работу в радиодиапазоне.
Ситуация коренным образом изменилась благодаря развитию инфракрасной астрономии, для которой космическая пыль практически прозрачна. Ещё в 1947 году Стеббинс и А. Уитфорд, используя фотоэлемент, сканировали галактический экватор на длине волны , однако не обнаружили дискретного инфракрасного источника. В. И. Мороз в 1961 году провёл аналогичное сканирование окрестностей на волне и тоже потерпел неудачу. В 1966 году Е. Беклин сканировал район Sgr A в диапазоне и впервые обнаружил источник, по положению и размерам соответствовавший радиоисточнику Стрелец-А. В 1968 году Е. Беклин и Г. Нойгебауэр провели сканирование для длин волн 1,65, 2,2 и с разрешением и обнаружили объект сложной структуры, состоявший из основного инфракрасного источника диаметром 5′, компактного объекта внутри него, расширенной фоновой области и нескольких компактных звездообразных источников в непосредственной близости от основного источника.
В середине 1970-х годов начинается исследование динамических характеристик наблюдаемых объектов. В 1976 году Е. Воллман спектральными методами (использовалась линия излучения однократно ионизованного неона с длиной волны ) исследовал скорость движения газов, в области диаметром вокруг галактического центра. Наблюдения показали симметричное движение газа со скоростями около . По полученным данным Воллман предпринял одну из первых попыток оценить массу объекта, предположительно находящегося в центре галактики. Полученный им верхний предел массы оказался равным .
Обнаружение компактных инфракрасных источников Дальнейшее увеличение разрешающей способности телескопов позволило выделить в газовом облаке, окружающем центр галактики, несколько компактных инфракрасных источников. В 1975 году Е. Беклин и Г. Нойгебауэр составили инфракрасную карту центра галактики для длин волн 2,2 и с разрешением 2,5″, на которой выделили 20 обособленных источников, получивших название IRS1—IRS20. Четыре из них (1, 2, 3, 5) позиционно совпали с известными по радионаблюдениям компонентами радиоисточника . Природа выделенных источников долгое время обсуждалась. Один из них () идентифицирован как молодая звезда-сверхгигант, несколько других — как молодые гиганты. оказался очень плотным (106 на пк3) скоплением звёзд-гигантов и карликов. Остальные источники предположительно являлись компактными облаками и планетарными туманностями, в некоторых из которых присутствовали звёздные компоненты. Продольная скорость отдельных источников лежала в пределах , диаметр составлял , масса , расстояние от центра Галактики . Масса центрального объекта оценивалась как , таким же был порядок массы, распределённой в области радиусом вокруг центра. Поскольку вероятная ошибка при вычислении масс была того же порядка, допускалась возможность отсутствия центрального тела, при этом распределённая в радиусе масса оценивалась как .