Also habe ich mir diese Sendung auf Netflix über supermassereiche Schwarze Löcher angesehen. Mir war nicht klar, dass Astronomen überrascht waren, diese Schwarzen Löcher im Zentrum von Galaxien zu finden, weil ich mir nicht vorstellen kann, wie Modelle der Zentren von Galaxien ohne diese Schwarzen Löcher funktionieren. Wenn ich mir das Zentrum einer Galaxie ohne ein schwarzes Loch vorstelle, stelle ich mir in meinem Kopf vor, wie die Sterne im Zentrum auf eine Weise aneinander ziehen, die ihre Mitsterne ziemlich chaotisch aus ihren schönen elliptischen/kreisförmigen Umlaufbahnen ziehen würde. Und wenn ich anfange, an die Ursprünge der Galaxie zurückzudenken, kann ich diese chaotischen Kerne nicht sehen, die diese relativ langen, stabilen Umlaufbahnen an den äußeren Rändern hervorbringen. Also, wie der Titel schon sagt, wie haben diese Modelle funktioniert? Wie bilden mehrere Sterne stabile Umlaufbahnen um nichts, obwohl sie sich gegenseitig aus ihren Umlaufbahnen ziehen? Eine andere Möglichkeit, dies zu fragen, wäre: Wie könnten mehrere Sterne stabile Umlaufbahnen um nichts bilden?
Nun, ich bin mir sicher, dass jemand fragen wird: „Wer hat gesagt, dass sie ihre Umlaufbahnen um ‚Nichts‘ gebildet haben?“ Darauf antworte ich der Wissenschaftler, der im „Nuker-Team“ war, das das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum der Andromeda-Galaxie entdeckte . Um fair zu sein, sagte sie jedoch nicht, dass sie glaubten, dass es „nichts“ im Zentrum von Galaxien gab, bevor die Schwarzen Löcher gefunden wurden; Sie sagte, sie glaubten, nur Staub und Gas seien im Zentrum. Ich argumentierte, dass, wenn die Schwerkraft von Staub und Gas nicht stark genug war, um sich in einen Planeten/Stern/usw. hineinzuziehen, sie sicherlich nicht genug Schwerkraft ausübte, um die inneren Sterne einer Galaxie an Ort und Stelle zu halten; also mein "nichts". Wenn sie sich also geirrt haben und Astronomen dies NICHT geglaubt haben, hinterlassen Sie einen Kommentar und sagen Sie, was sie geglaubt haben.
Die Sterne in der Galaxie umkreisen das Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie nicht wirklich. Sie alle umkreisen einen gemeinsamen Schwerpunkt. Offensichtlich befindet sich ein Großteil der Masse im Schwarzen Loch, und der Schwerpunkt könnte sehr wahrscheinlich innerhalb des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs liegen, aber dies ist nicht erforderlich.
Suchen Sie hier nach einer coolen Animation von Pluto und Charon, die einen Massenmittelpunkt umkreisen, der eindeutig nicht im Zentrum von Pluto liegt.
Wenn wir einen Körper haben, der viel massiver ist als die anderen Körper, wird der Massenmittelpunkt eindeutig stark (buchstäblich) in Richtung des Zentrums des massiven Körpers gewichtet. Aber wir könnten hypothetisch einen Haufen von ähnlich massereichen Sternen haben, die einen gemeinsamen Schwerpunkt umkreisen, ohne dass ein bestimmter Stern im Mittelpunkt steht.
In ähnlicher Weise könnten Sie ein System von massearmen Sternen haben, die sich lose umkreisen, und dann könnte dieses gesamte System einen einzigen massereichen Stern umkreisen. Die massearmen Sterne würden also schnell einen gemeinsamen Schwerpunkt umkreisen, und dann würden das gesamte massearme System und der massereiche Stern diesen gemeinsamen Schwerpunkt langsam umkreisen.
Wenn die Gesamtmasse der massearmen Sterne ähnlich der Masse des massereichen Sterns wäre, würden der Stern und das Sternensystem den leeren Raum zu umkreisen scheinen, während alle Sterne im Sternensystem einen umkreisen würden leerer Raum, der den obigen leeren Raum umkreist.
Ein zentrales Schwarzes Loch im dynamischen Sinne ist nicht erforderlich. Von vielen Galaxien ist nicht bekannt, dass sie eine haben, oder wenn sie eine haben, ist ihre Masse relativ gering.
Der Gravitationseinfluss des SMBH kann bei Entfernungen, die nur einen winzigen Bruchteil der Größe einer Galaxie ausmachen, ziemlich vernachlässigbar sein. Was ich damit meine ist, dass das BH im Zentrum der Milchstraße 4 Millionen Sonnenmassen beträgt. Nun, Sie müssen sich nur ein kurzes Stück vom Zentrum entfernen, bevor eine Kugel mit diesem Radius viel mehr Masse an Sternen, Gas und vielleicht dunkler Materie enthält. Das Schalentheorem sagt uns, dass (für eine symmetrische Verteilung) ein Objekt bei diesem Radius nur eine Gravitationskraft aufgrund dieser Materie spürt, als ob seine gesamte Masse im Zentrum wäre.
Vielleicht befürchten Sie, dass sich der Schwerpunkt aufgrund von Sternbewegungen chaotisch bewegt? Wie würde das passieren? Welche äußere Kraft auf das System bewegt es?
Dynamische Modelle von Galaxien würden nicht einmal das zentrale Schwarze Loch als Merkmal enthalten, es sei denn, sie hätten es mit dem sehr zentralen Kern zu tun oder wären speziell an der Dynamik von Sternen in unmittelbarer Nähe des Zentrums interessiert. Wenn die Sterndichte ungewöhnlich hoch ist – zum Beispiel in der Nähe des Kerns oder in Sternhaufen – kann es sinnvoller sein, n-Körper-Simulationen zu verwenden, die Wechselwirkungen zwischen den Sternen ermöglichen. Auch wenn die Umlaufbahnen chaotisch, hochgradig exzentrisch oder sogar ungebunden werden können, umkreisen Sterne immer den gemeinsamen Massenmittelpunkt, und dessen Position kann sich ohne die Einwirkung äußerer Kräfte nicht ändern. Abseits vom Zentrum der Galaxie,
Jimmy G.