Os limites da Roche se aplicam a buracos negros?

Considere o buraco negro A, um buraco negro super maciço no centro da galáxia. Orbitando é o buraco negro B, um buraco negro muito menos massivo.

Se algum corpo que passava modificasse a órbita do buraco negro B de modo que caísse dentro do limite Roche do buraco negro A, o que aconteceria com o buraco negro B?

Se ele se transformasse em um anel, o buraco negro seria re-inflado, uma vez que não estaria sob uma gravidade tão alta? Os buracos negros respondem aos limites da Roche como a matéria comum?

O limite de Roche se aplica quando um corpo menor que seria mantido unido por sua própria autogravidade está no campo gravitacional de outro, de modo que as forças de maré deste último sejam mais fortes que a auto-gravidade deste último, destruindo assim o menor corpo.

No entanto, as forças gravitacionais das marés de um buraco negro são sempre finitas, exceto na singularidade interna. Isso é um problema porque a autogravidade de um buraco negro, no sentido da aceleração que uma massa precisaria permanecer estacionária em sua superfície, é infinita ¹ . Portanto, não devemos esperar que um grande buraco negro destrua outro através das forças da maré gravitacional.

Dito de outra forma, o limite de Roche ocorre quando partículas do corpo menor podem escapar delas ... mas elas não podem escapar do horizonte de eventos de um buraco negro. Assim, os buracos negros orbitam ou se fundem, o que acontece nas simulações numéricas.

^{1 Existe um conceito separado de gravidade da superfície de um buraco negro que é essencialmente redimensionado pelo fator de dilatação do tempo gravitacional e, portanto, é mantido finito.}

É diferente. Buracos negros não são objetos, como planetas ou estrelas. Em vez disso, são distorções poderosas do espaço-tempo, mantidas pela concentração de massa / energia nele (que por si só é mantida prisioneira pela distorção do espaço-tempo - um ciclo vicioso interrompido apenas lentamente pela radiação Hawking). Como tal, eles não podem ser "destruídos", pois não há nada a ser destruído por lá - apenas um emaranhado gigante de espaço-tempo distorcido.

Em vez disso, dois buracos negros poderiam se fundir, se chegassem perto o suficiente e perdessem movimento orbital mútuo suficiente.

mesclando buracos negros

O resultado é um único buraco negro maior.

(Sim, isso deve ser um comentário. Porém, é muito grande.)

Para abordar o comentário de Sidney à resposta de Ed Shaya:

Como o raio do secundário é zero e zero vezes qualquer coisa é zero, o limite da Roche também é zero.

Quando você pensa sobre o que o limite da Roche realmente significa, isso é evidente. O limite da Roche é o ponto em que o primário está aumentando a maré no secundário, mais forte do que sua própria gravidade. As marés se baseiam no fato de que, enquanto o objeto está a uma certa distância, ele realmente ocupa espaço, as partes estão mais próximas (que experimentam uma atração maior) e as partes são mais distantes (que experimentam uma atração menor). Não há sentido no buraco negro está mais perto ou mais longe, portanto não há maré; portanto, não será dilacerada, mesmo que não tenha gravidade própria.

Como a densidade da matéria no centro de um buraco negro é infinita (ou quase), o raio de Roche é 0 (ou quase). Dois buracos negros em órbita espiralam um em direção ao outro, porque irradiam ondas de gravidade e formam um horizonte de eventos mútuos, sem qualquer perturbação da matéria em seus centros.