الفلك

هل يدور حول ثقب أسود هائل أم مركز مجري للكتلة؟

هل يدور حول ثقب أسود هائل أم مركز مجري للكتلة؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

إحدى الطرق التي يقيسون بها الثقب الأسود الهائل (المفترض؟) في مركز مجرة ​​درب التبانة هي قياس تلك العشرات من النجوم الموجودة في مركز المجرة والتي تدور حول ما يبدو أنه لا شيء ، ولكن ما يُقال إنه ثقب أسود عملاق.

سؤالي هو لماذا يوجد تمييز بين جميع النجوم الأخرى في المجرة التي تدور حولها (على سبيل المثال ، شمسنا) وتلك القليلة القريبة من مركز المجرة التي تدور حولها. نقطتي هي ، إذا سألت ما يدور حول نظامنا الشمسي ، فلن يقول عالم الفلك "الثقب الأسود الهائل في المركز" ، سيقول "مركز الكتلة المجري". افترض أنه لا يمكنك حتى حساب كتلة الثقب الأسود الهائل من خلال معرفة كتلة الشمس ومدارها - ربما يقول الناس أننا بعيدون جدًا ، أو أننا ندور حول مركز المجرة للكتلة بدلاً من الثقب الأسود ، يادا يادا.

أسئلة:

1) لماذا التمييز؟ كيف نعرف أن النجوم الموجودة في مركز المجرة لا تدور أيضًا حول مركز الكتلة المجري مقابل الثقب الأسود الهائل؟

2) ماذا سيحدث إذا قمت بطريقة سحرية بإزالة الثقب الأسود الهائل في لحظة؟ هل ستستمر النجوم الموجودة في المركز في الدوران حول المركز؟ إذا كان الأمر كذلك ، كيف يختلف ذلك عما كانوا يفعلونه في الأصل؟

لاحظ أنني أعلم أن مركز كتلة المجرة والثقب الأسود الهائل هما شيئان مختلفان. أعلم أيضًا أن مركز كتلة المجرة إما متراكب على الثقب الأسود فائق الكتلة ، أو قريب جدًا منه. أريد فقط أن أعرف كيف ولماذا تشعر بعض الأجسام بمركز كتلة المجرة وتستجيب لها ، بينما يشعر الآخرون بسحب الثقب الأسود الهائل ويستجيبون له. إلى أي مدى يجب أن تكون بعيدًا حتى يتم اعتبارك "تدور حول مركز الكتلة" بدلاً من "تدور حول الثقب الأسود الهائل؟"


1) الكتلة الداخلية للمدار هي التي تحدد السرعات المدارية. هذه النجوم قريبة جدًا من المركز لدرجة أن كمية كتلة النجم المنتفخة الموجودة في المدار ستكون ضئيلة مقارنةً بـ BH. 2) إذا اختفى BH ، فإن هذه النجوم ستدخل في مدارات شعاعية للغاية إلى مسافات أكبر بكثير. ستكون هذه المسافة حول المكان الذي تتساوى فيه كتلة النجوم والغازات المنتفخة / النواة مع كتلة BH.


بالنسبة إلى أول تقدير تقريبي عندما نحسب السرعة التي يدور بها جسم ما حول بعض التوزيع الكتلي ، يمكننا أن نفترض أن جاذبية الجاذبية التي يتعرض لها هي فقط بسبب الكتلة الداخلية في مداره.

يجب تطبيق هذا التقريب ، المعروف باسم نظرية القشرة ، فقط عندما يكون توزيع الكتلة متماثلًا كرويًا ، أو عندما يتركز معظم الكتلة جيدًا داخل مدار الجسم.

يمكن اعتبار انتفاخ مجرتنا متماثلًا كرويًا تقريبًا ، ويبدو أن توزيع الكتلة يتركز بقوة نحو المركز. ومن ثم يمكننا القول أن قوة الجاذبية المركزية على جسم مدار يتم توفيرها بواسطة قوة الجاذبية بسبب الكتلة الداخلية لمدارها (مرة أخرى ، أفترض مدارًا دائريًا من أجل الجدل ، لكن هذا لا يهم كثيرًا) المدار هو $$ m frac {v ^ {2}} {r} = Gm frac {M (r)} {r ^ 2} ، $$ حيث $ m $ هو كتلة الكائن (الذي يتم إلغاؤه) و $ M (r) $ الكتلة داخل نصف القطر $ r $. وبالتالي فإن السرعة المدارية $ v $ تُعطى بالقيمة $ sqrt {GM (r) / r} $.

وبالتالي من خلال مراقبة السرعات المدارية يمكننا حساب الكتلة الموجودة تقريبًا الداخلية إلى المدار.

في حالة النجوم القريبة من مركز مجرتنا ، تبين أنها 4 ملايين كتلة شمسية ، معبأة في مساحة صغيرة للغاية. السبب في الاعتقاد بأنه ثقب أسود ليس بسبب الكتلة ، ولكن لأن الكتلة هي (1) مكتظة بكثافة و (2) لا يمكن رؤيتها.

حتى لو كانت مجموعة من النجوم الضخمة مغطاة بالغبار ، بحيث لا يمكنك رؤيتها في الضوء المرئي ، يمكنك بسهولة حساب أن الغبار الساخن يجب أن يطلق كميات هائلة من الأشعة تحت الحمراء ؛ وهذا لا يرى.

في حالة الشمس ، الكتلة الداخلية لمدار الأرض هي كثير أكبر من 4 ملايين كتلة شمسية ، إنها كثيرة المليارات من الكتل الشمسية. إن مساهمة الثقب الأسود في المركز مغمورة تمامًا بكل الكتلة الأخرى في مجرتنا ، لذلك نحن لسنا كذلك مباشرة متأثرًا بالثقب الأسود المركزي.

إذا قمت بإزالة الثقب الأسود المركزي ، فإن النجوم التي كانت قريبة منه ستدور حول الطريق السريع مقابل $ M (r) $ الجديد الذي يواجهونه. سوف تطير وتفترض مدارات بيضاوية للغاية مع محاور شبه رئيسية أكبر بكثير ، على الرغم من أنني أعتقد أنها ستظل جزءًا من الانتفاخ المجري.

النجوم بعيدًا ، بما في ذلك شمسنا ، ستتغير مداراتها بشكل غير محسوس ، لأن $ M (r) $ لن يتغير بالنسبة لهم.


شاهد الفيديو: قمر صناعي يصور نجما يهوي في قلب ثقب أسود (كانون الثاني 2023).