O que há no centro da Via Láctea? Neste artigo, diz-se que um buraco negro supermassivo se encontra no centro da galáxia da Via Láctea.
No centro, cercado por 200 a 400 bilhões de estrelas e indetectável ao olho humano e por medições diretas, encontra-se um buraco negro supermassivo chamado Sagitário A *, ou Sgr A *, para abreviar. A Via Láctea tem a forma de uma espiral e gira em torno de seu centro, com longos braços curvados ao redor de um disco ligeiramente abaulado. É em um desses braços perto do centro que o sol e a Terra estão localizados. Os cientistas estimam que o centro galáctico e Sgr A * estão entre 25.000 e 28.000 anos-luz de distância de nós. A galáxia inteira tem cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro.
Nós giramos em torno do centro a cada 250 milhões de anos. Possivelmente giramos por causa do BH.
Quando o buraco negro morrer em nossa galáxia, seremos expulsos da órbita giratória?
Espera-se que a forma da galáxia mude, certo? Será uma forma irregular e não esférica?
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Respostas:
Não. A galáxia está sendo mantida em uma peça devido à sua própria gravidade total. O buraco negro é apenas uma pequena fração disso. Basicamente, o BH não importa.
O BH provavelmente será a última coisa que resta da nossa galáxia no final. E, mesmo assim, levará um tempo incrivelmente longo para evaporar. A evaporação de BH para BHs muito grandes é basicamente o processo mais lento que você possa imaginar.
A galáxia não é esférica. Sua forma é mais parecida com um disco redondo (com algumas irregularidades e algumas características como braços, etc).
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Resposta: Não muito
O buraco negro central (BH) da Via Láctea reúne cerca de 5 milhões de sóis, enquanto a galáxia massa 100 bilhões a um trilhão de sóis. Consequentemente, o BH central é praticamente irrelevante para a dinâmica das órbitas estelares, exceto muito perto do centro.
Mas o que você quer dizer com "o buraco negro morre"? Você quer dizer evapora através da radiação Hawking? (Esse é o único processo que sabemos que pode acabar com uma BH, e é tão lento que a galáxia desapareceu há muito tempo antes que o buraco negro central evapore.)
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Absolutamente nada resta.
Diz-se que o tempo para a evaporação dos buracos negros estelares excede a meia-vida do próton. Quanto mais os buracos negros galácticos. A propósito, esse tempo está aumentando atualmente, já que até mesmo buracos negros estelares estão crescendo apenas a partir da radiação cósmica de fundo.
O universo deve passar pela fase intermediária dos buracos negros e do espaço vazio antes que isso aconteça.
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Para responder a isso, vejamos os próximos bilhões / trilhão / quadrilhão /? anos e tenha uma noção do tamanho de nossa galáxia e seu buraco negro central.
A primeira coisa que acontece relacionada à sua pergunta é que nossa galáxia e Andrômeda colidem e se fundem. Isso acontece em alguns bilhões de anos. Quando as galáxias se fundem, a galáxia combinada existe, mas pode ter uma forma diferente, buracos negros centrais mesclados e estrelas (ou, em alguns casos, até um ou ambos os buracos negros) podem ser lançados para fora da galáxia combinada. Mas a galáxia suportará, de uma forma ou de outra.
Isso ocorre porque uma galáxia não é mantida unida por seu buraco negro central.
Um senso de escala: massa
Em nossa galáxia, o centro de BH tem uma massa de cerca de 4 -4,5 milhões de sóis .
Uma parte maior são as estrelas, o gás e outras matérias bariônicas comuns (algumas centenas de bilhões de estrelas, embora muitas sejam anãs vermelhas e menores que o nosso sol). Estima-se que a matéria comum seja de cerca de 600 bilhões de sóis , ou cerca de 150.000 vezes a massa do buraco negro central.
Mas a maior parte é matéria escura. Explicada de forma simples, mesmo levando em consideração toda a massa acima, a galáxia ainda não seria grande o suficiente para girar. Os cálculos mostram que cerca de 85% de toda a matéria em nossa galáxia é "matéria escura" - um tipo de matéria que não é feita de átomos comuns, mas é suspeita de ser feita de partículas que não podem interagir muito, exceto pela gravidade (portanto não podemos detectá-lo através da radiação, não forma planetas, estrelas ou buracos negros, etc). A matéria escura seria de cerca de 3,5 trilhões de sóis , ou cerca de 850.000 vezes a massa do centro de BH.
Portanto, a massa total (matéria comum + matéria escura) é de cerca de 4 trilhões de sóis ou cerca de um milhão de vezes a massa do buraco negro central .
Uma sensação de escala: diâmetro
Considerando o tamanho, e não a massa, o BH central talvez seja o tamanho da órbita de Urano (cerca de 12 horas-luz de diâmetro ).
A galáxia visível tem cerca de 100.000 anos- luz de diâmetro , ou cerca de 70 milhões de vezes o tamanho de BH.
A extensão do halo da matéria escura é menos certa (e tem menos de uma borda definida), mas, dependendo de qual pesquisa é correta, pode se estender entre 500.000 e 1 milhão de anos-luz de diâmetro , ou algo nesse sentido (da memória), ou um pouco menos de meio bilhão de vezes o tamanho de BH.
Sumário
O BH central contém cerca de um milionésimo (0,0001%) da massa da galáxia e cerca de 2 bilionésimos (0,0000002%) de seu diâmetro.
Portanto, o buraco negro central é realmente, e estranhamente, quase insignificante em termos da estrutura atual de nossa galáxia. Pode ter sido crucial para a formação da galáxia, mas isso foi há muito, muito tempo. Não é a razão atual pela qual giramos, e não é a razão pela qual permanecemos em órbita galáctica. Se ele desaparecesse ou fosse expulso amanhã, nada mudaria, exceto por relativamente poucas estrelas no centro galáctico que orbitam diretamente a BH. Não estamos nem perto daqui. Estamos em um braço espiral.
Em resumo, se o BH central desaparecesse ou deixasse nossa galáxia, nós e nossos descendentes nunca perceberíamos, exceto por uma mudança nas emissões de raios-X daquela região (como detectada pelos radiotelescópios) e algumas muito fracas. estrelas nessa região se movendo de maneira ligeiramente diferente ao longo dos milênios. Isso é tudo.
Mas, como outras respostas explicam, um buraco negro leva um tempo imenso para evaporar; portanto, na realidade, duas coisas acontecerão:
Em uma escala de tempo de bilhões a trilhões de anos Em algum momento, a fusão da Via Láctea / Andrômeda (ou uma galáxia sucessora) manterá, fundirá ou ejetar sua BH central. Este evento não será um 'fim' para a galáxia ou as estrelas nelas, embora a galáxia combinada provavelmente não tenha uma forma espiral; galáxias mescladas são comuns. A galáxia combinada se acalmará e as coisas continuarão.
Em uma escala de tempo além da compreensão humana (quatrilhões sobre quatrilhões de anos) Se o nosso universo ainda existe em sua estrutura presente e o modelo padrão e cosmologia padrão são sobre a direita, o BH centro irá , eventualmente evaporar. Mas a galáxia (e todas as galáxias, e a maioria das matérias) terá se decomposto muito, muito, muito antes que isso possa acontecer.
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Um buraco negro macroscópico não pode encolher desde que qualquer fonte de radiação (como outras galáxias) esteja à vista. A radiação Hawking é muito fraca; buracos negros são chamados de negros por uma razão. De fato, a radiação Hawking já é superada pela radiação cósmica de fundo de microondas sozinha para buracos negros mais pesados que a lua. Isso é apenas uma função da temperatura: o fundo do universo tem uma temperatura de 2,72 K - para emitir mais radiação do que absorve, o buraco negro deve estar mais quente, o que requer uma massa menor que a da lua . Os buracos negros de massa solar têm uma temperatura baixa na ordem de magnitude 6E-8K. Isso significa que, mesmo na ausência de qualquer matéria que possa absorver e na ausência de qualquer fonte específica de radiação, um buraco negro maciço ainda cresceria, não encolheria.
No caso de Sagitário A *, há muita matéria e radiação ao redor, a saber, nossa galáxia, que acabará por cair no buraco negro, se não for perturbada por um tempo suficientemente longo. O enorme buraco negro super-duper resultante seria super-frio (em torno do E-19K, mais ou menos algumas ordens de magnitude) e poderia alimentar-se mesmo a partir de um fundo de microondas ainda mais frio por um longo tempo. Somente quando tudo foi absorvido ou desapareceu além do horizonte de eventos, ele pode começar a encolher. E como está muito, muito frio, encolherá muito, muito lentamente.
É mais provável que outros eventos precedam essa evaporação. Este artigo descreve como, no futuro distante - digamos, 100 bilhões de anos - a expansão acelerada do universo nos deixará presos na ilha gravitacional do nosso grupo local, porque todo o resto "se expande".
Em algum momento, os buracos negros nesta ilha terão absorvido toda a matéria circundante até restarem apenas os buracos negros em órbita. Eles acabarão caindo um no outro porque perdem energia cinética através de ondas gravitacionais. O cenário final é um único buraco negro gigante que gira enormemente rápido (dificultando as estimativas de temperatura). É concebível que em algum momento desse processo a radiação de fundo se torne mais fria que o (s) buraco (s) negro (s), de modo que os buracos negros cada vez mais maciços, finalmente, comecem a evaporar. Muito, muito, muito devagar.
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A evaporação dos buracos negros super maciços levará bilhões de anos e, assim, a atração gravitacional se enfraquecerá em um curso muito longo. Isso resultará na expansão da galáxia e todo o sistema de estrelas e gases se espalhará no universo. Mas a radiação Hawking é um processo muito lento, mesmo que seja possível que até esse momento todo o combustível das estrelas seja queimado (hidrogênio), resultando em escuridão total.
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