Чи всі галактики мають чорну діру в центрі?


13

Чи був би я правильним, якби я заявив, що всі галактики мають чорну діру в центрі? Оскільки інші галактики орбітують навколо центральної точки галактики - барицентра, правда? - Я б припустив, що в цей момент повинен бути якийсь шалений гравітаційний потяг. Які тільки чорні діри можуть створити, правда?

(Якщо це трохи розпливчасто, скажіть, будь ласка, щоб я міг уточнити!)
Я взагалі початківець з астрономії, тому вибачте, якщо це питання не має сенсу.


6
Чому ви кажете, що це "повинно мати деякий шалений гравітаційний потяг"? Речі орбіти барицентра, тому що це центр маси, це не повинно бути великою концентрацією маси. FWIW, для галактик з центральною БХ, маса цієї БХ є крихітною часткою маси всієї галактики. Це не так, як БХ домінує над гравітаційною структурою галактики, хоча, звичайно, вона має досить великий ефект у безпосередній близькості від БХ.
PM 2Ring

3
Де чорна діра посеред кожної бінарної системи, яка робить зірки на орбіті барицентра? Маса зірок більш ніж достатня, вам не потрібно, щоб вони орбітали щось інше. Вирішіть для двійкової зіркової системи, і ви побачите, що той же механізм все ще працює для n-тіл.
Луань

1
@ PM2Ring: Хоча це досить відомий фізичний результат, він ігнорує фундаментальне питання: Чи буде чи все , що маса навіть бути там зосереджена в галактиці без чорної діри? Або чорні діри мають важливе значення для утворення стартів та їх скупчення в галактику?
MSalters

2
@MSalters Звичайно, центральні чорні діри можуть бути важливими для формування галактик, але я не бачу, наскільки вони мають відношення до формування зірок. І тоді ви повинні пояснити спіральні галактики без центральної БХ. Вони втратили свою ЧД, наприклад, в результаті зіткнення? Якщо так, то як їм вдалося зберегти свою спіральну структуру? FWIW, у нас все ще немає хорошої теорії, яка б пояснила, наскільки надмірна БС настільки масивна. Я підозрюю, що нам потрібно дізнатися більше про роль темної матерії, щоб правильно вирішити ці питання.
PM 2Ring

1
@AndrewMorton Якщо враховувати лише гравітацію та ігнорувати гравітаційні хвилі, ні - орбіти стабільні. Справжня система складніша, оскільки зірки не є інертними, ідеально твердими кулями - вони втрачають велику кількість маси, наприклад, на сонячні вітри. Я не впевнений, але думаю, що бінарні зірки основної послідовності насправді повільно розширюють свої орбіти, оскільки маса орбіти зменшується. Звичайно, це стає набагато складніше, якщо ви додаєте такі речі, як еволюція сонячної енергії, але річ «спіраль до центру» потребує певного способу втрати величезної кількості орбітальної енергії.
Луань

Відповіді:


12

Відповідь тут, безумовно, ні. Багато карликових галактик (наприклад, Магелланові Хмари ) не містять надмасивних чорних дір, хоча деякі можуть містити менш масивні чорні діри середньої маси ( Mezcua et al. 2018 ). Оскільки вони є найчисельнішим типом галактики у Всесвіті, цілком можливо, що більшість галактик насправді не містять надмасивних чорних дір. Це не повинно бути занадто дивним; якщо теорії формування надмасивної чорної діри знизу вгору є правильними, багато чорних дірок проміжної маси повинні зростати, щоб утворити масивну. Карликові галактики просто не мали б (або змогли б сформувати) необхідної сукупності, в більшості випадків.

Однак, було помічено, що у ряді карликових галактик розміщуються надмасивні чорні діри (зокрема , серед інших, зокрема, M60-UCD1 та Hen 2-10 ). Вони надали та продовжують надавати уявлення про утворення та еволюцію галактик низької маси.

Деякі користувачі тут також визначили деякі масивні галактики без надмасивних чорних дір, включаючи M33 та A2261-BCG . Перша має опуклість, але центральна зоряна швидкість дисперсії низька, що означає, що в її ядрі немає чорної діри ( Merritt et al. 2001 ), якщо вважати, що потрібні параметри відомі досить добре. У A2261-BCG можливо, що одна або кілька центральних надмасивних чорних дір були викинуті , залишивши «пухке» ядро ​​без чорної діри. Звичайно, майте на увазі, що це лише одне можливе пояснення спостережуваного розподілу зірок у A2261-BCG.

Взагалі центральна надмасивна чорна діра не впливає на масштабну кінематику зірок і газу в межах галактики. Більшість надмасивних чорних дір набагато менш масивні, ніж їх галактика-господар; Я вважаю, що Саг А * в центрі Чумацького Шляху становить близько 0,001% від загальної маси галактики. Навіть масивні еліптики, такі як NGC 4889, мають чорні діри приблизно 0,1% від їх загальної маси. Наскільки я знаю, ультра компактні карлики мають найвищі співвідношення маси чорна діра до галактики, крайнім прикладом є раніше згаданий M60-UCD1.


ідея викинутих СМБК є інтригуючою, враховуючи, що це означає, що такі об'єкти, що блукають між галактиками, мало шансів бути виявленими.
Майкл

@Michael Це, безумовно, цікава перспектива. Це означає, що викинуті активні ядра галактики все ще будуть виявлятись, оскільки вони, як правило, набагато світніші, ніж їх галактики-господарі, і тому, що вони повинні мати можливість зберігати накопичувальні диски протягом деякого часу після викидання. HE0450-2958 може бути таким викинутим AGN (хоча інтерпретація голого квазару не є загальноприйнятою), а SDSS J0927 + 2943 і 3C 186 є AGN, які, ймовірно, були викинуті, але все ще виявляються.
HDE 226868

Варто відзначити, що оригінальний пост не запитував про надмасивні чорні діри. Просто звичайні старі чорні діри. Чи ми маємо на увазі сказати, що в центрі магелланових хмар немає чорних дір?
С. Імп

6

Як правило, вважається, що більшість галактик мають чорну діру в центрі. Ми виявили у нас галактики, які, схоже, не мають чорної діри, тому це не є необхідною вимогою або гарантованою знахідкою у кожному випадку.

У випадках без чорної діри було постульовано, що сили тяжіння зірок і газів у сукупності достатньо для утримання галактики разом.


7
Навіть у галактиках без центральних чорних дір гравітації зірок і газу (і темної речовини) достатньо, щоб утримати їх разом; чорна діра майже завжди є дуже невеликою часткою від загальної кількості. (Наприклад, центральна чорна діра Чумацького Шляху становить приблизно одну десятитисячну частину сукупної маси зірок Чумацького Шляху.)
Пітер Ервін

5
Деякі посилання були б непогані.
пела

2
Верхня межа 1500 сонячних мас на будь-якій можливій BH в центрі M33: iopscience.iop.org/article/10.1086/323481/meta
Пітер Ервін

4
@ TED Ця аналогія не дуже працює, оскільки ми знаємо, що чорні діри в центрах галактик - це лише крихітна частина маси всієї галактики. З іншого боку, планетарні системи, ймовірно, вкрай переважають над масою зірок (ів) - і наша Сонячна система вже набагато масивніша, ніж більшість зіркових систем. Звичайно, наші спостереження за іншими планетарними системами все ще дуже обмежені, тому можуть виникнути деякі сюрпризи. Але ми вже знаємо, що у вас можуть бути складні "планетарні системи" без зірки - просто подивіться на Юпітера чи Сатурна.
Луань

4
Я думаю, що більшість галактик - це карликові галактики, не мають чорних дір.
Роб Джеффріс
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.