Усе мы ведаем, што астраномы з 1992 па 2003 гады з дапамогай тэлескопа VLT (вельмі вялікі тэлескоп) назіралі за абегам вакол цэнтра Галяктыкі зоркі S2, якая зьмесцавана ў простай блізкасьці ад гэтага цэнтра. Гэтыя назіраньні дазволілі вылічыць масу нябачнага аб’екта, вакол якога гэта зорка абарочваецца. У выніку чаго навукоўцы давялі, што ў цэнтры Галяктыкі знаходзіцца звышмасіўная чорная дзірка. А менавіта як яны гэта зрабілі, мы разгледзім далей…
Дарэчы гэтае заданьне было на краёвым этапе беларускае алімпіяды па астраноміі і астрафізыкі. Каб атрымаць найвышэйшы бал, трэба было адказаць на наступныя пытаньні:
- Нанясіце на выдадзены вам ліст зь сеткай каардынат усе становішчы зоркі ў розныя моманты часу. Пабудуйце ад рукі даўгакруг (эліпс), што найболей блізка праходзіць праз гэтыя кропкі.
- Ведаючы адлегласьць да цэнтра Галяктыкі (8 кпк), вызначыце вялікую паўвось арбіты зоркі.
- Вылічыце масу цёмнага цела, вакол якога абарочваецца зорка. У колькі разоў яна перавышае масу Сонца?
- Калі б такую масу стварала групоўка зорак, падобных на нашае Сонца (з той жа масай і сьвяцільнасьцю), якую б сумарную бачную зорную велічыню мела б гэта групоўка?
- Ці можна сьцьвярджаць, што аб’ект у цэнтры Галяктыкі зьяўляецца чорнай дзіркай? Адказ абгрунтуйце.
- У якім сузор’і знаходзіцца цэнтар Галяктыкі?
У наступнай табліцы дадзены каардынаты зоркі S2 на розныя даты
| Дата | X (кутнія сэкунды) |
Y (кутнія сэкунды) |
| 1992.226 | 0.104 | -0.166 |
| 1994.321 | 0.097 | -0.189 |
| 1995.531 | 0.087 | -0.192 |
| 1996.256 | 0.075 | -0.197 |
| 1996.428 | 0.077 | -0.193 |
| 1997.543 | 0.052 | -0.183 |
| 1998.365 | 0.036 | -0.167 |
| 1999.465 | 0.022 | -0.156 |
| 2000.474 | -0.000 | -0.103 |
| 2000.523 | -0.013 | -0.113 |
| 2001.502 | -0.026 | -0.068 |
| 2002.252 | -0.013 | 0.003 |
| 2002.334 | -0.007 | 0.016 |
| 2002.408 | 0.009 | 0.023 |
| 2002.575 | 0.032 | 0.016 |
| 2002.650 | 0.037 | 0.009 |
| 2003.214 | 0.072 | -0.024 |
| 2003.353 | 0.077 | -0.030 |
| 2003.454 | 0.081 | -0.036 |
Разьвязак
- Нанесьлі на ліст кропкі і правялі даўгакруг.
Ліст
- Потым мераем вялікую паўвось лінаркай, маем прыблізна 5,5 см, далей па прапорцыі (паводле чарцяжа) падлічым велічыню ў сэкундах.
- У адным парсэку 206265 а.а. (астранамічных адзінак), а адлегласьць да цэнтра Галяктыкі 8 кпк (кіляпарсэк).
- Масу вылічым з дапамогай закона Кеплера, але тут нам патрэбен яшчэ і пэрыяд. Яго на панскае вока бярэм з рысунка, атрымоўваецца дзесьці 15,5 гадоў. Масу будзем выражаці ў сонечных масах.
- Колькасьць сонцападобных зорак мы можам узяць з масы (пазначым як N). Сьвяцільнасьць такой групоўкі будзе раўняцца колькасьці зорак памножаных на свяцільнасьць сонца. А бачную зорную велічыню знайдзём з дапамогай формулы Погсана. E – асьветленасьць (шчыльнасьць сьветлавога струменя), m – бачная зорная велічыня (у Сонца -26.7). Скарыстаўшыся дадзенымі ніжэй формуламі, атрымваем адказ m = 3.225.
- Паводле тэарэтычных разьлікаў, масы асобных зорак не могуць перавышаць 120 мас Сонца, таму цэнтар Галяктыкі ня можа быць зоркай. Калі б гэта была шчыльная скупнасьць зорак, то яно мела б вялікую зыркасьць. Няхай аблокі пылу не дазволілі б убачыць гэту скупнасьць няўзброеным вокам, затое ў інфрачырвоным дыяпазоне яно сьвяціла б так зырка, што зорку S2 разгледзець было б проста немажліва. Такім чынам, нябачны звышцяжкі аб’ект можа быць толькі чорнай дзіркай.
- Цэнтар Галяктыкі разьмешчаны ў сузор’і Стральца.
Беларускі клясычны правапіс.