Drehen sich galaktische Sterne spiralförmig nach innen?

Alle Sterne in unserer Galaxie befinden sich auf stabilen elliptischen Bahnen um das galaktische Zentrum. Aber sie bewegen sich nicht alle mit der gleichen Geschwindigkeit in die gleiche Richtung ... was bedeutet, dass es eine zufällige Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung zwischen den Sternen gibt.

Was dies effektiv bedeutet (wie die Animation, die Crazy Buddy gepostet hat), obwohl es eine effektive Nettoanziehung zwischen den Sternen und dem Zentrum der Galaxie gibt, üben zwei Sterne immer dann, wenn sie sich nähern, eine Art " Gravitationskraft " aus , die wie eine Reibungskraft wirkt und in einer Nettoverlangsamung der wechselwirkenden Körper endet.

Wenn der Stern dann langsamer wird, hat er nicht die Geschwindigkeit, um seine aktuelle Umlaufbahn beizubehalten, also bewegt er sich in eine nähere Umlaufbahn, die näher am Zentrum der Galaxie liegt. Dies ist der allgemeine Mechanismus, wie Sterne in einer Galaxie in das Zentrum "kollabieren".

Es besteht jedoch kein Grund zur Sorge, in ein (hypothesiertes) supermassives Schwarzes Loch zu fallen. Jeder dieser Prozesse dauert sehr lange, und bis wir nahe genug am Zentrum der Galaxie sind, um uns darüber Sorgen zu machen, wird unsere Sonne bereits in ihrem roten Riesenstadium sein und die Erde wäre bereits von ihr verzehrt worden. :)

PS: Um meinen ersten Absatz zu verdeutlichen: Angenommen, es gibt keine anderen Sterne, die das Zentrum der Galaxie umkreisen, dann werden wir uns niemals hineinwinden. Dieser Effekt wird nur durch die Anwesenheit anderer Sterne in der Galaxie verursacht.

EDIT: @JohnRennie wies darauf hin, dass die leichteren Sterne aufgrund der Impulserhaltung dazu neigen, Energie zu gewinnen und die schwereren Energie in dynamischen Reibungswechselwirkungen verlieren. Dadurch werden die schwereren Sterne tendenziell näher an die Mitte und die leichteren Sterne weiter nach außen geschoben. Seine Antwort auf dieselbe Frage weist darauf hin.

Dies ist wirklich nur eine Fußnote zu Kitchis Antwort und Hermanns Kommentar dazu:

Dynamische Reibung wird nicht dazu führen, dass alle Sterne in der Galaxie in das Schwarze Loch wirbeln wie Wasser in ein Abflussloch. Abgesehen von allem anderen verbietet dies die Impulserhaltung. Gleitreibung bewirkt eine Art Sortierung. Bei Wechselwirkungen zwischen Sternen neigen im Durchschnitt die schwereren Sterne dazu, Energie zu verlieren, und die leichteren Sterne neigen dazu, Energie zu gewinnen. Dadurch werden die schwereren Sterne auf das Zentrum der Galaxie konzentriert und die leichteren an ihren Rand verdrängt. Tatsächlich können leichtere Sterne vollständig aus der Galaxie ausgestoßen werden – siehe Seite 521 dieses Buches für weitere Einzelheiten.

Damit Sterne mit dem Schwarzen Loch verschmelzen können, müssen sie einen großen Teil ihrer Energie verlieren. Der Durchmesser von Sagittarius A* beträgt etwa 35 Lichtstunden, während der Durchmesser der Galaxie etwa 100.000 Lichtjahre beträgt, dh die Galaxie ist etwa 25 Millionen Mal größer als das Schwarze Loch in ihrem Zentrum. Es ist äußerst unwahrscheinlich, dass ein Stern genau die richtige Menge an Energie verliert, damit seine Umlaufbahn das Schwarze Loch schneidet. Es wird irgendwann passieren, aber ich würde nicht den Atem anhalten.

Die Sterne umkreisen derzeit das Zentrum unserer Milchstraße . Aber vielleicht ist dies kein Punkt . Es besteht die Möglichkeit, dass diese ins Zentrum fallen und ins Nirgendwo zerschmettern . Also, ja, tatsächlich. Wir drehen uns spiralförmig nach innen zum Zentrum. Es wird angenommen, dass im galaktischen Zentrum eine erstaunliche Gravitationsmasse existiert. Da wir uns in einer ziemlich größeren Entfernung befinden, ist der Effekt möglicherweise vernachlässigbar . Aber wir (ich meine, unser Sonnensystem) werden spiralförmig zum Zentrum hin beschleunigt .

Eine Ergänzung für WARUM? : Obwohl angenommen wird, dass die meisten Galaxien ein Schwarzes Loch in ihrem Zentrum haben, hat unsere Galaxie tatsächlich ein Schwarzes Loch (ein supermassereiches), das hin und wieder vorgibt, das galaktische Zentrum zu sein. Wissenschaftler sind darüber etwas verwundert, da der physikalische Beweis für Einsteins GR kommen kann oder auch nicht (denn Physiker würden sich sowohl über Misserfolg als auch über Erfolg freuen). Was denkst du über den Stern im Bild unten? Es ist definitiv kein Stern, weil andere Sterne ihn umkreisen :-)

Ein großartiger Beweis sind Wiki und mehrere andere Artikel, die auf der Entdeckung basieren , die Sie leicht googeln könnten. Schauen Sie sich die Sterne S0-2 und S0-102 an , die unser massives Schwarzes Loch umkreisen.

Stellen Sie sich der Einfachheit halber einen einzelnen Stern vor, der ein galaktisches Zentrum umkreist.

Aufgrund der Drehimpulserhaltung bleibt er auf seiner Umlaufbahn. Es gibt drei Faktoren, die dazu führen können, dass es seinen Drehimpuls verliert

• Widerstand des interstellaren Mediums

• Gezeitenkräfte

• Aussendung von Gravitationswellen

Dreht sich auch das Zentrum der Galaxie mit größerer Geschwindigkeit in die gleiche Richtung, überträgt es seinen Drehimpuls auf den umlaufenden Stern und vergrößert damit zeitlich den Abstand.

Der erste Faktor ist der größte von ihnen, während die anderen im Vergleich dazu vernachlässigbar sind. Alle drei sind jedoch so klein, dass sie die Planetenbahnen im Sonnensystem nicht einmal für Milliarden von Jahren ausreichend beeinflussen können.

Es ist davon auszugehen, dass die gesamte Substanz des Sterns in einer so großen Zeitspanne vollständig verdampft, bevor er mit dem galaktischen Zentrum kollidiert.

Die Planeten, die einen solchen Stern umkreisen, werden natürlich in viel kürzerer Zeit auf ihn fallen.

In Gegenwart anderer Sterne ist es jedoch viel wahrscheinlicher, dass die Sonne in viel näherer Zukunft mit anderen Sternen kollidiert oder vollständig aus der Galaxie ausgestoßen wird.