Ich habe gelesen, dass das Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie viel weniger Masse hat als die Galaxie selbst und dass es irgendwie von dunkler Materie zusammengehalten wird.
Jetzt frage ich mich, ob es möglich ist, dass es Galaxien mit einem Stern im Zentrum gibt?
Galaxienkerne sind voller Sterne. Jeder vorbeiziehende Stern tauscht mit dem Zentralstern Impuls aus und stört seine Position. Sterne ähnlicher Masse werden in der Lage sein, den Zentralstern vollständig aus seiner privilegierten Position zu verdrängen.
Massereiche Sterne (und sie müssen massereich sein, siehe S. 1) neigen dazu, einige Millionen Jahre zu leben und zu sterben, wobei sie (im allgemeinen Fall) ein Schwarzes Loch mit stellarer Masse bilden. Andererseits leben Galaxien Milliarden von Jahren. Am Ende haben wir also eine sehr junge Galaxie mit einem kleinen schwarzen Loch im Zentrum.
Massive Sterne sowie ihre verbliebenen Schwarzen Löcher neigen dazu, in Richtung der Mitte der Sternhaufen zu sinken (und der Galaxienkern hat allen Grund, dieselbe Dynamik zu besitzen). Dass das Objekt ein massereicher Stern ist, ist nicht von großer Bedeutung, da sie sich schnell (auf der Zeitskala der Galaxienentstehung) in Schwarze Löcher umwandeln.
Kurz gesagt, der moderne Konsens ist, dass Galaxien ein Schwarzes Loch im Zentrum haben. Aber selbst wenn wir mit einer Galaxie beginnen, die keine hat (wir wissen, dass Galaxienfusionen manchmal die zentralen Schwarzen Löcher ausstoßen), wird sie bald ihr brandneues zentrales Schwarzes Loch wachsen lassen.
Die kurze Antwort ist, nicht wirklich. Es ist unwahrscheinlich, dass Galaxien einen Stern im „Zentrum“ haben.
Wenn Sie sagen, dass sich ein Stern im Zentrum befindet, versuchen Sie wirklich zu sagen, dass dieser Stern das gravitativ dominante Objekt im Zentrum der Galaxie ist. Fast alle Galaxien haben jedoch ein supermassereiches Schwarzes Loch (SMBH) im Zentrum. Warum das so ist, ist noch nicht zu 100 % geklärt, aber der allgemeine Konsens besteht darin, dass SMBH entscheidend für die Entstehung von Galaxien sind und sich tatsächlich zusammen mit dem Rest der Galaxie bilden können. Das bedeutet, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass Sie eine Galaxie sehen, die kein SMBH im Zentrum hat, weil das SMBH für die Existenz dieser Galaxie so entscheidend ist.
Der Versuch, ein SMBH nur durch einen Stern (selbst einen massiven) zu ersetzen, wird es nicht bringen, da SMBHs normalerweise eine Masse haben, die Millionen von Sonnenmassen entspricht. Selbst ein Stern mit 100 Sonnenmassen (der übrigens nicht sehr lange leben würde) reicht einfach nicht aus, um die gleiche Dynamik zu unterstützen wie ein SMBH, wenn es um die Entstehung von Galaxien geht.
es wird irgendwie von "Dunkler Materie" zusammengehalten
Nur um diesen tangentialen Punkt anzusprechen, Schwarze Löcher werden nicht von Dunkler Materie zusammengehalten. Möglicherweise haben Sie gehört, dass Galaxien selbst von Dunkler Materie zusammengehalten werden, und erinnern sich nur falsch. Schwarze Löcher werden durch ihre eigene Gravitationskraft von all der Masse zusammengehalten, die sie im Laufe ihres Lebens „gefressen“ haben.
Galaxien sind gravitativ gebunden an die Masse aller Sterne, Gase, Staub, Planeten, Schwarzen Löcher und „dunkler Materie“, aus der sie bestehen. Tatsächlich stammt der Großteil der Masse aus der "dunklen Materie" (was ein wenig problematisch ist, da wir nicht wissen, was es eigentlich ist )
Wenn es in einer Galaxie ein großes Schwarzes Loch gibt, wird es, wenn es an den Sternen in der Galaxie vorbeizieht, dazu neigen, kinetische Energie auf die Sterne zu übertragen, wodurch es selbst Energie verliert und sich in Richtung des Zentrums der Galaxie bewegt. Im Laufe der Zeit werden sich alle großen Schwarzen Löcher im Zentrum der Galaxie sammeln und verschmelzen und ein „supermassives Schwarzes Loch“ bilden. Aus diesem Grund scheinen die meisten großen Galaxien in ihrem Zentrum ein großes Schwarzes Loch zu haben.
Galaxien haben Schwarze Löcher in ihrem Zentrum, weil große Schwarze Löcher dazu neigen, sich zum Zentrum einer Galaxie zu bewegen, nicht weil die Galaxie irgendetwas im Zentrum haben muss, damit sie sich dreht.
Es gibt einige, wie die Dreiecksgalaxie, die anscheinend kein großes Schwarzes Loch in ihrem Zentrum haben. Das bedeutet wahrscheinlich, dass es dort tatsächlich ein mittelgroßes Schwarzes Loch gibt. Selbst wenn nicht, würde das wahrscheinlich bedeuten, dass im Zentrum der Galaxie nichts ruht. Es muss nichts im Mittelpunkt stehen. Die Masse der Sterne, des Gases und der dunklen Materie reicht aus, um die Galaxie zusammenzuhalten und sie ohne irgendetwas im Zentrum am Drehen zu halten.
Wir haben entdeckt, dass die meisten Galaxien in ihrem Zentrum ein supermassereiches Schwarzes Loch haben. Wir vermuten also, dass die Galaxienentstehung selbst normalerweise ein zentrales Schwarzes Loch beinhaltet. Oder man formt sich und wandert allmählich in Richtung Zentrum, wenn es dort nicht begonnen hat. Irgendwie jedenfalls etwas.
Aber das Schwarze Loch selbst, so riesig es auch sein mag, ist nicht in der Lage, im Alleingang eine Galaxie zu erschaffen. Es hat die Galaxie nicht gestartet. Es könnte Millionen- oder sogar ein paar Milliarden Mal so groß sein wie unsere Sonne, aber unsere Milchstraße hat zum Beispiel etwa 100-400 Milliarden Sterne darin , die so weit verteilt sind, dass das zentrale Schwarze Loch keine große Sache ist zu den meisten. Unser gesamtes zentrales Schwarzes Loch könnte fast ohne Veränderung der Galaxie verschwinden. Sie würden es nicht einmal bemerken, wenn Sie nicht genau in diesem bestimmten Bereich suchen würden.
Wenn Sie also herausfinden wollen, was * wirklich * eine Galaxie wachsen ließ und sie zusammenhält, sind es keine schwarzen Löcher oder sogar ein supermassereiches schwarzes Loch oder irgendetwas im Zentrum der Galaxie. Sie müssen woanders, weit im Raum verteilt, nach der Antwort suchen.......
Wir können unsere Galaxie und andere "wiegen", indem wir messen, wie sie sich im Raum drehen (drehen, drehen). Wenn Sie sich vorstellen, etwas am Ende einer Schnur zu schwingen, müssen Sie umso mehr Kraft aufwenden, je schneller Sie es drehen. Genauso können wir messen, wie stark Sterne aufeinander zu ziehen, wie schnell sie sich bewegen und wie sich die Galaxie „dreht“.
Entscheidend ist, dass unsere Galaxie überhaupt nicht wie unser Sonnensystem ist , wo ein riesiges zentrales Objekt (die Sonne) meistens alles andere an Ort und Stelle hält.
Das Ziehen ist die Galaxie als Ganzes, es bedeutet nicht, dass es nur ein zentrales Objekt ist, das es tut. Alles in der Galaxie zieht zu allem anderen hin, ob es Sterne, Gaswolken, schwarze Löcher, Planeten oder irgendetwas anderes sind. Es ist dieser kombinierte Zug, der es zusammenhält und es zusammenbleiben lässt, während es sich dreht.
Das Problem ist, wenn Sie diese Berechnung durchführen, stellen Sie fest, dass es einfach nicht genug Material gibt, um die Galaxie zusammenzuhalten und sie so zu drehen, wie wir sie sehen . In runden Zahlen beträgt die Gesamtmasse aller Sterne, Gaswolken, Planeten und sichtbarer Materie in unserer Galaxie etwa das 50.000.000.000-fache der Masse unserer Sonne.
Aber um sich so zu drehen, müsste die Gesamtmasse tatsächlich etwa das Zwanzigfache betragen .
Etwas ist falsch. Es gibt tatsächlich etwa 1.000.000.000.000 Sonnenmassen, die sich in und um unsere Galaxie verstecken, die wir nicht einmal sehen können. Wir können uns aufgrund theoretischer Arbeiten ziemlich sicher sein, dass es sich nicht um eine große Anzahl winziger Wolken, unsichtbarer Sterne oder aus schwarzen Löchern besteht. Es ist eine neue Art von Materie, die für unsere üblichen Instrumente "dunkel" (nicht sichtbar) ist. Bis wir wissen, was dieses neue Zeug ist, werden wir es "Dunkle Materie" nennen.
Wir können ziemlich viel über dunkle Materie herausfinden, nicht nur, wie viel davon es gibt, sondern auch, was es sein könnte. Der wahrscheinlichste Kandidat ist eine neue Art von subatomaren Teilchen, die nur schwach auf die Schwerkraft und überhaupt nicht auf die meisten anderen Kräfte reagieren. Da es nicht mit anderen Kräften interagiert, sehen wir es nicht direkt in unseren Instrumenten. Da es mit der Schwerkraft interagiert, kann es unsere Galaxie formen und zur Galaxienbildung führen.
Wir glauben heute, dass diese neue „dunkle Materie“ tatsächlich im frühen Universum überhaupt zur Galaxienbildung geführt hat.
Wenn sich Materie wie in einem Stern zusammenzieht, wird sie sehr heiß, und die Hitze verhindert, dass sie leicht zusammenbricht. So wie unsere Sonne nicht zusammenbricht. Der Haken ist, um ein bisschen (oder überhaupt) zusammenzubrechen, muss es auf die Schwerkraft reagieren. Um viel zu kollabieren, muss es in der Lage sein, die gesamte Wärme (oder andere Energieformen), die dadurch entsteht, loszuwerden. Dunkle Materie kann das jedoch nicht , weil sie einfach nicht in irgendeiner Weise interagiert, die es ihr ermöglicht, viel Wärme abzugeben. Also brach es zu riesigen dünnen Wolken zusammen und konnte nicht weiter gehen. Aber sobald sich diese riesigen dünnen Wolken gebildet hatten, zogen sie „gewöhnliche“ Materie an, die weiter kollabieren konnte , indem sie Wärme (oder andere Energieformen) verlor, und so begannen Galaxien.
Oft scheint sich auch ein zentrales Schwarzes Loch zu bilden, aber im Grunde ist es die dunkle Materie, mit der alles vor langer, langer Zeit begonnen hat.
Da habe ich gelesen, dass das Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie viel weniger Masse hat als die Galaxie selbst und dass es irgendwie von "Dunkler Materie" zusammengehalten wird.
Diese sind beide richtig. Einzelheiten siehe oben. Fragen Sie nach, wenn etwas unklar ist.
Also frage ich mich jetzt, ob es möglich ist, dass es Galaxien gibt, in deren Zentrum ein Stern steht.
Es wäre egal. Eine Galaxie "muss" kein einzelnes Objekt in oder in der Nähe ihres Zentrums haben. Die meisten tun es, und es ist ein schwarzes Loch, aber soweit wir wissen, muss dort nichts sein, und einige tun es nicht. Selbst die größten Sterne sind im Vergleich zu einer Galaxie winzig und mikroskopisch klein.
Es wäre also völlig egal, ob ein Stern im Zentrum wäre, für die eine oder andere Galaxie würde es keinen Unterschied machen. Ein zentrales Objekt, wie groß es auch sein mag , hält eine Galaxie nicht zusammen oder bringt sie zum Drehen.
Ein zweites Problem ist, wenn Sie "einen Stern" in der Mitte haben wollen, dann wollen Sie vermutlich einen großen Stern. Große Sterne sterben sehr schnell, also hätte es Millionen, geschweige denn Milliarden von Jahren, in denen die Galaxie existierte, nicht überlebt. Es würde lange, lange bevor sich die Galaxie überhaupt gebildet hatte, verschwunden sein. Und selbst die allergrößten Sterne sind winzig im Vergleich zu den uns bekannten supermassiven Schwarzen Löchern.
Es ist für einen Stern nicht möglich, im Zentrum einer Galaxie zu sein (eine stabile Position beizubehalten).
Damit ein Objekt im Mittelpunkt einer dynamischen Sammlung von irgendetwas stehen kann, muss es irgendwie dorthin „gehören“, wie die Bläschen in Ihrem Kaffee, wenn Sie ihn umrühren. Sie sind nicht zufällig dorthin gekommen.
Dass etwas in den Mittelpunkt einer dynamischen Sammlung gehört, kann drei Gründe haben.
Es kann zufällig da sein, sozusagen nur auf der Durchreise.
Es kann von der Dynamik der Sammlung getragen und dort gehalten werden, wie die Bläschen im Kaffee.
Es kann das sein, was die Sammlung zusammenhält, indem es das Größte ist, das es gibt, wie die Sonne in unserem Sonnensystem.
Es wäre möglich, dass ein Stern zufällig durch das Zentrum einer Galaxie wandert, aber er wäre aus keinem der anderen Gründe dort. Es ist nicht einzigartig genug, um das Einzige dort zu sein, und es ist nicht groß genug, um die Galaxie zusammenzuhalten.
Robbie Goodwin