천문학

초거대질량 블랙홀 또는 은하의 질량 중심을 도는 것입니까?

초거대질량 블랙홀 또는 은하의 질량 중심을 도는 것입니까?



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그들이 은하계의 은하 중심에 있는 (추정되는?) 초대질량 블랙홀을 측정하는 방법 중 하나는 은하 중심 바로 옆에 있는 수십 개의 별을 측정하는 것입니다. 초거대 블랙홀.

내 질문은 왜 은하계의 다른 모든 별(예: 우리 태양)을 공전하는 은하계 중심 주위를 도는 소수의 별들 사이에 구별이 있느냐는 것입니다. 제 요점은, 만약 당신이 우리 태양계가 무엇을 공전하는지 묻는다면, 천문학자는 "중심에 있는 초거대질량 블랙홀"이 아니라 "은하 질량 중심"이라고 말할 것입니다. 내 가정은 우리 태양의 질량과 궤도를 알면 초대질량 블랙홀의 질량조차 계산할 수 없다는 것입니다. 사람들은 아마도 우리가 너무 멀리 떨어져 있거나 우리가 블랙홀이 아닌 은하 질량 중심을 공전하고 있다고 말할 것입니다. 야다 야다.

질문:

1) 왜 구분하는가? 은하 중심에 있는 별들이 은하 질량 중심 대 초대질량 블랙홀도 공전하지 않는다는 것을 어떻게 알 수 있습니까?

2) 초거대질량 블랙홀을 마법처럼 순식간에 제거하면 어떻게 될까요? 중심에 있는 별들은 계속해서 중심을 공전할 것인가? 그렇다면 원래 하던 것과 어떻게 다른가요?

내가 은하의 질량 중심과 초거대질량 블랙홀은 다른 두 가지라는 것을 알고 있음을 주목하십시오. 나는 또한 은하의 질량 중심이 초거대질량 블랙홀에 겹쳐져 있거나 아주 가깝다는 것을 알고 있습니다. 나는 단지 어떤 물체는 은하의 질량 중심을 느끼고 반응하는 반면, 다른 물체는 초거대질량 블랙홀의 끌어당김을 느끼고 반응하는 방식과 이유를 알고 싶습니다. "초거대질량 블랙홀을 도는 것"이 ​​아니라 "질량 중심을 도는 것"으로 간주되려면 얼마나 멀리 떨어져 있어야 합니까?


1) 궤도 속도를 결정하는 것은 궤도 내부의 질량입니다. 이 별들은 중심에 너무 가깝기 때문에 궤도에 포함된 팽대부 별 질량의 양은 BH에 비해 미미합니다. 2) BH가 사라진다면 이 별들은 훨씬 더 먼 거리까지 높은 방사상 궤도로 들어갈 것입니다. 그 거리는 팽대부/핵 별과 가스의 질량이 BH의 질량과 같은 위치에 관한 것입니다.


물체가 어떤 질량 분포 주위를 얼마나 빨리 공전하는지 계산할 때 첫 번째 근사값으로 물체가 경험하는 중력 인력은 질량으로 인한 것이라고 가정할 수 있습니다. 내부 그것의 궤도에.

쉘 정리로 알려진 이 근사는 질량 분포가 구형 대칭이거나 대부분의 질량이 물체의 궤도 내부에 잘 집중되어 있는 경우에만 적용되어야 합니다.

우리 은하의 팽대부는 대략 구형 대칭으로 간주될 수 있으며, 질량 분포가 중심을 향해 강하게 집중되어 있는 것으로 보입니다. 따라서 우리는 궤도를 도는 물체의 구심력이 질량 내부로 인한 중력에 의해 제공된다고 말할 수 있습니다. $$ mfrac{v^{2}}{r} = Gm frac{M(r)}{r^2},$$ 여기서 $m$는 물체의 질량(상쇄됨)이고 $ M(r)$은 반지름 $r$ 내부의 질량입니다. 따라서 궤도 속도 $v$는 $sqrt{GM(r)/r}$로 주어집니다.

따라서 궤도 속도를 관찰하여 존재하는 질량을 대략적으로 계산할 수 있습니다. 내부 궤도에.

우리 은하의 중심 근처에 있는 별의 경우, 태양 질량은 400만 개로 매우 작은 공간에 가득 차 있습니다. 블랙홀로 생각되는 이유는 질량 때문이 아니라 (i) 빽빽하게 채워져 있고 (ii) 보이지 않는 질량 때문입니다.

먼지로 뒤덮인 거대한 별 무리라 해도 가시광선에서 볼 수 없을 정도로 가열된 먼지가 엄청난 양의 적외선을 발산하고 있음을 쉽게 계산할 수 있습니다. 그리고 그것은 보이지 않습니다.

태양의 경우, 음, 지구 궤도 내부의 질량은 많은 400만 태양질량보다 크면 많다. 수십억 태양 질량의. 중심에 있는 블랙홀의 기여는 우리 은하의 다른 모든 질량에 의해 완전히 압도되어 있으므로 우리는 그렇지 않습니다. 직접 중앙 블랙홀의 영향을 받는다.

중앙 블랙홀을 제거하면 근처에 있던 별들이 새로운 $M(r)$를 경험하기 위해 공전을 하게 될 것입니다. 그것들은 날아가서 훨씬 더 큰 반장축을 가진 매우 타원형의 궤도를 가정할 것이지만, 나는 그것들이 여전히 은하 팽대부의 일부일 것이라고 생각합니다.

우리 태양을 포함하여 더 멀리 있는 별은 궤도가 눈에 띄지 않게 변경될 것입니다.