¿Hay un agujero negro en el centro de la Vía Láctea?

Estaba dando una charla sobre el agujero negro galáctico en el centro, Sagitario A*, en 1998. En ese momento, ya estaba claro para las personas ilustradas que tenía que ser un agujero negro. Un análisis de un plasma de dos temperaturas ayudó a aportar nuevas pruebas de que el objeto tenía un horizonte de sucesos real.

El agujero negro es enorme pero no es "galácticamente" enorme. Su masa es de 4,2 millones de masas solares más o menos. Esto es, por supuesto, grande, en comparación con cualquier estrella, pero es insignificante si se compara con, miles de veces más pequeña que, la masa de la Vía Láctea.

Por lo tanto, no sería razonable decir que el agujero negro tiene un tremendo impacto en las fuerzas gravitatorias a lo largo de la Vía Láctea. Es solo un objeto pesado, pero si uno mira el tamaño del 5% del diámetro de la galaxia, la cantidad total de estrellas en esa región ya es mucho más grande que la masa del agujero negro. Ya en regiones tan pequeñas, el agujero negro es solo una pequeña gota.

Los agujeros negros, al igual que cualquier otro objeto pesado, no pueden "energizar" las galaxias. Las galaxias están compuestas de estrellas que se mueven según las leyes de la mecánica (o de la relatividad general) - inercia modificada por la fuerza gravitacional. (Hoy en día, creemos que la mayor parte de la fuerza gravitacional la ejerce la materia oscura que representa la mayoría de las masas galácticas). La dependencia de la fuerza gravitacional de la distancia desde el centro de la Galaxia determina la velocidad orbital de las estrellas en cada distancia.

Para cada distribución de la materia, obtenemos cierta dependencia de la fuerza gravitacional con la distancia, y podemos escribir las velocidades en función de la distancia durante la cual las órbitas permanecen circulares. (Y si las órbitas son un poco elípticas, tampoco hay problema con eso). Cualquiera que sea la fuerza de atracción radial, siempre existe una velocidad tal que la fuerza de atracción gravitacional se cancela exactamente contra la fuerza centrífuga. (Más precisamente, la fuerza gravitatoria es la fuerza centrípeta). Entonces, para cualquier tirón, hay una velocidad tal que uno puede resistir el tirón, y no hace absolutamente ninguna diferencia si un agujero negro contribuye al tirón.

Entonces, si bien el objeto es interesante, y probablemente genérico para la mayoría de las galaxias, no tiene ninguna importancia "sistémica" para el funcionamiento de la galaxia. El radio del objeto es de millones de kilómetros, algo así como 10 veces la distancia a la Luna. La materia alrededor del agujero negro está siendo calentada y "cocinada" por el campo gravitacional y hay una temperatura alta. Pero si uno lograba cruzar el horizonte de sucesos, podría vivir unos segundos más antes de que la singularidad del centro del agujero negro lo aplastara.

Existe un fuerte consenso entre los astrofísicos de que hay un agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia (como aparentemente lo hay en la mayoría de las galaxias grandes). Pero a pesar de lo genial que es ese hecho, es posible darle demasiada importancia. El agujero negro en el centro de nuestra galaxia tiene una masa de unos pocos millones de veces la del Sol, que es una pequeña fracción de la masa de toda la galaxia. Un objeto como el Sol, por ejemplo, es atraído gravitacionalmente hacia el centro de la Galaxia, pero el agujero negro es responsable de solo una pequeña fracción de esa atracción. Todo lo demás es mucho más importante.

Una idea errónea común sobre los agujeros negros es que "absorben todo". Un agujero negro de cierta masa no es mejor para atraer un objeto distante que cualquier otro objeto de la misma masa. Entonces, si no estaba preocupado por la absorción del Sistema Solar hacia el centro de la Galaxia antes de saber sobre el agujero negro, no debería estar más preocupado después.

Un poco de autopromoción aquí: hay un montón de cosas escritas sobre cómo pensar sobre los agujeros negros, incluidas las Preguntas frecuentes sobre los agujeros negros, que escribí en la década de 1990. Puede encontrarlo aquí: http://cosmology.berkeley.edu/Education/BHfaq.html

Creo que los otros que respondieron cubrieron adecuadamente la parte de la pregunta "girando alrededor" y señalaron que la masa del agujero negro es insignificante en comparación con la masa de la galaxia en su conjunto. Solo quería señalar que, a pesar de eso, parece que los agujeros negros masivos en los centros de galaxias como la nuestra tienen algún efecto en sus galaxias anfitrionas. Los astrónomos han observado una fuerte correlación (para la astronomía) entre la masa de los agujeros negros centrales y la masa de la galaxia anfitriona. Las galaxias más grandes tienen agujeros negros proporcionalmente más grandes. Realmente no sabemos por qué, puede tener que ver con cómo la radiación producida cuando el agujero negro consume materia influye en el flujo de material hacia la galaxia.

Claramente, como han dicho todos los comentarios anteriores, en el esquema general de las cosas es una pequeña fracción de la masa total del sistema galáctico. Sin embargo, no consideraría que su efecto principal sea la gravitación directa. Los agujeros negros supermasivos pueden controlar aproximadamente la cantidad de gas en los núcleos galácticos que los rodean. A medida que aumenta la densidad del gas cercano, el BH se alimenta de una parte y brilla como un cuásar. Toda esa radiación tiende a alejar el gas. Por lo tanto, se puede argumentar que los agujeros negros supermasivos pueden regular la cantidad de gas y estrellas jóvenes en las regiones centrales de sus galaxias. Pero lo hacen debido a la gran energía que irradian sus discos de acreción cuando se alimentan activamente. Sin embargo, la cuestión no está tan clara, ya que las regiones de formación estelar activa crean estrellas masivas cuyos vientos estelares (y explosiones de supernovas cuando mueren) tienen el mismo efecto. Los cúmulos estelares supermasivos como el cúmulo Arches, que está cerca del agujero negro de Milkyways, probablemente se formaron allí debido a la interacción gravitacional del gas y el BH.

Un agujero negro en el centro de la Vía Láctea es una observación que depende de la validez de la teoría general de la relatividad (GR). Una entrada en una ecuación de GR es uno de los pasos para determinar la existencia de un agujero negro (en cualquier lugar). Si GR no es válido, no puede existir ningún agujero negro allí. Ningún agujero negro ha sido observado directamente. Para confirmar esto, consulte las preguntas frecuentes del Observatorio de rayos X Chandra .

La mejor evidencia del agujero negro en el centro de la Vía Láctea proviene del movimiento Kepleriano simple de las estrellas cercanas.

Usando datos orbitales deducidos por científicos, realicé una simulación de su movimiento. Tenga en cuenta que esta simulación necesita un navegador compatible con WebGL .

NO , al menos por 3 razones:
recientemente, en 2003, se descubrió que el 40% de la materia en las cercanías (disco de acreción) del BH se irradiará.

1. Estoy convencido de que toda la materia, en exceso por encima del límite, se disipará antes de que se pueda formar un BH.

citando de WP-Black-Hole

En el caso de objetos compactos como enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros, el gas en las regiones internas se calienta tanto que emite grandes cantidades de radiación (principalmente rayos X), que pueden ser detectadas por telescopios. Este proceso de acumulación es uno de los procesos de producción de energía más eficientes que se conocen; hasta el 40 % de la masa restante del material acumulado se puede emitir en forma de radiación [95] (en la fusión nuclear, solo alrededor del 0,7 % de la masa restante se emitirá como energía). chorros emitidos a lo largo de los polos, que se llevan gran parte de la energía. El mecanismo para la creación de estos chorros actualmente no se comprende bien.

2. El SMBH es una explicación tentativa de la curva de velocidad/radio de las galaxias de disco como si solo una fuerza central pudiera explicarlo.
   PERO : 'La asimetría de la galaxia ' ( búsquelo en Google ) para encontrar que +-30% de la configuración de las galaxias no puede explicarse por una fuerza central (que es simétrica en el eje).

3. El campo galáctico de una galaxia de disco se describe mejor con un campo de vórtice que con uno de fuerza central. (google para imágenes de huracanes y para galaxias de disco )

En esta respuesta no digo por qué las galaxias del disco tienen ese perfil (vórtice) ni por qué hay una enorme cantidad de radiación y materia acelerada que se arremolina en la región central de la galaxia (un plasma en palabras de Lubos).
A la pregunta que tengo que responder: NO.