Fråga:
Kretsar det supermassiva svarta hålet eller det galaktiska masscentrumet?
yadda
2014-11-03 23:45:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ett av sätten de mäter det (förmodade?) supermassiva svarta hålet vid det galaktiska centrumet på mjölkvägen är att mäta de tiotals stjärnor precis vid det galaktiska centrumet som kretsar kring det som verkar vara ingenting, men vad sägs att vara ett supermassivt svart hål.

Min fråga är varför det finns en åtskillnad mellan alla andra stjärnor i galaxen som kretsar (till exempel vår egen sol) och de få precis nära det galaktiska centrum som kretsar. Min poäng är att om du frågar vad vårt solsystem kretsar, skulle en astronom inte säga "det supermassiva svarta hålet i mitten", skulle han säga "det galaktiska masscentrumet." Mitt antagande är att du inte ens kunde beräkna massan av det supermassiva svarta hålet genom att känna till vår sols massa och omloppsbana - folk skulle förmodligen säga att vi är för långt ute, eller vi kretsar kring det galaktiska masscentrumet snarare än det svarta hålet, yadda yadda.

Frågor:

1) Varför skillnaden? Hur vet vi att stjärnorna precis vid det galaktiska centrumet inte också kretsar kring det galaktiska masscentrumet jämfört med det supermassiva svarta hålet?

2) Vad skulle hända om du magiskt tog bort det supermassiva svarta hålet i ett ögonblick? Skulle stjärnorna mitt i mitten fortsätta att kretsa runt mitten? Om så är fallet, hur är det annorlunda än vad de ursprungligen gjorde?

Observera att jag vet att masscentrum i galaxen och det supermassiva svarta hålet är två olika saker. Jag vet också att galaxens masscentrum antingen ligger ovanpå det supermassiva svarta hålet eller är ganska nära det. Jag vill bara veta hur eller varför vissa objekt känner till galaxens masscentrum och svarar på den, medan andra känner att det supermassiva svarta hålet drar och svarar på det. Hur långt bort måste du vara för att betraktas som "kretsar kring masscentrum" snarare än "kretsar kring det supermassiva svarta hålet?"

Kontrollera [SMBH Sphere of Influence] (https://en.wikipedia.org/wiki/Sphere_of_influence_%28black_hole%29);)
Två svar:
eshaya
2014-11-05 02:16:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

1) Det är massan internt i banan som bestämmer omloppshastigheterna. Dessa stjärnor är så nära centrum att mängden utbuktad stjärnmassa som finns i banan skulle vara obetydlig jämfört med BH.2) Om BH försvann skulle dessa stjärnor gå i mycket radiella banor ut till mycket större avstånd. Det avståndet skulle vara ungefär där massan av utbuktningen / kärnan stjärnor och gas är lika med massan av BH.

(1) Gäller en sfäriskt symmetrisk massfördelning. ENDAST.
Rob Jeffries
2015-02-26 15:23:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Till en första approximation när vi beräknar hur snabbt ett objekt kretsar kring någon massfördelning kan vi anta att den gravitationella attraktionen det upplever bara är på grund av massan inre till dess omlopp.

Denna uppskattning, känd som skalsatsen, bör endast tillämpas när massfördelningen är sfäriskt symmetrisk, eller om större delen av massan är koncentrerad väl inne i objektets omlopp.

Bulten i vår galax kan betraktas som grovt sfäriskt symmetrisk, och det verkar som att massfördelningen är starkt koncentrerad mot centrum. massinteriören till dess (återigen antar jag en cirkulär bana för argumentets skull, men detta spelar ingen roll) är banan $$ m \ frac {v ^ {2}} {r} = Gm \ frac { M (r)} {r ^ 2}, $$ där $ m $ är objektets massa (som avbryts) och $ M (r) $ är massan inuti radien $ r $. Orbitalhastigheten $ v $ ges alltså av $ \ sqrt {GM (r) / r} $.

Således kan vi, genom att observera omloppshastigheter, beräkna ungefär vilken massa som finns inre till banan.

När det gäller stjärnor nära centrum av vår galax, visar det sig att det är 4 miljoner solmassor, packade i ett utrymme som är extremt litet. Anledningen till att det anses vara ett svart hål beror inte på massan, utan på att det är massa som är (i) tätt packad och (ii) inte kan ses.

Även om det var en massa massiva stjärnor höljd i damm, så att du inte kunde se det i synligt ljus, kan du enkelt beräkna att det uppvärmda dammet ska sparka av stora mängder infraröd strålning; och det syns inte.

När det gäller solen är massan inuti jordens bana mycket större än 4 miljoner solmassor, det är många miljarder solmassor. Bidraget från det svarta hålet i mitten övervakas helt av all annan massa i vår galax, så vi påverkas inte direkt av det centrala svarta hålet.

Om du tog bort det centrala svarta hålet, stjärnorna som var nära det skulle kretsa om sättet att fasta för de nya $ M (r) $ som de upplever. De skulle flyga iväg och anta mycket elliptiska banor med mycket större halvhuvudaxlar, även om jag tror att de fortfarande skulle vara en del av den galaktiska utbuktningen.

Stjärnor längre ut, inklusive vår sol skulle få deras omlopp förändrats omärkbart , eftersom $ M (r) $ knappast kommer att ha förändrats för dem.

Men kretsar SMBH själv det galaktiska masscentrumet? Har du information om vad avståndet mellan det och det galaktiska tyngdpunkten är?
@LocalFluff Det är en bra fråga och jag har inte informationen till hands.
Kära @RobJeffries, föreslår din kommentar, du kanske noterar denna fråga http://astronomy.stackexchange.com/questions/16204/is-our-central-black-hole-actually-at-the-cg-of-the-galaxy!
@JoeBlow Ja, det är också en bra fråga, som jag redan har sett. SMBH är verkligen * nära * det galaktiska masscentrumet, vilket kan bedömas av rörelserna från stjärnor och gas och stjärndensitetsprofilen nära SMBH.
Jag fattar. Tack för den där lilla informationen! Det var oklart för mig om så är fallet; om du hade sagt "det är långt borta" skulle jag bli lika förvånad. {Jag tyckte att det var häpnadsväckande att inse, * "Jag vet inte ens var min SBH är i min egen galax" * ...}
@JoeBlow Egentligen är min gissning att det inte kan fastställas med någon stor precision, eftersom det för närvarande är omöjligt att bestämma var masscentrum ligger. Det är nog mer korrekt att säga att det är nära rotationscentrumet.


Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...