La órbita del sol: ¿es lo que pensamos?

El Sol orbita en el potencial gravitacional de toda la Galaxia, no solo del agujero negro en el centro (que en realidad es insignificante, tiene una masa de$4\times 10^{6}M_{\odot}$en comparación con el resto de la masa dentro de la órbita solar, que es del orden$10^{11}M_{\odot}$) o las pocas estrellas que están más cerca de nosotros.

Hay suficientes estrellas separadas, gas, polvo, etc. para asegurar que la "granularidad" en el potencial sea razonablemente pequeña, por lo que la aproximación de que el Sol se mueve en un campo gravitatorio uniforme es muy buena, a menos que se acerque mucho a otro. cuerpo (en cuyo caso el$r^{-2}$la influencia de la gravedad pasa a primer plano).

La razón por la que el Sol ejecuta una trayectoria sinusoidal hacia arriba y hacia abajo a través del disco galáctico es porque la galaxia tiene... un disco. es decir, el potencial gravitacional no es esféricamente simétrico y, en una primera aproximación, el Sol ejecuta un movimiento armónico pseudo-simple, con una fuerza restauradora establecida por el gradiente del potencial debido a un disco plano.

Un objeto que no sea el SMBH en el centro galáctico no tiene que ser tan grande como un agujero negro para influir en la órbita del sol alrededor del centro galáctico. Recuerde que las fuerzas gravitatorias escalan como$1/r^2$por lo tanto, los objetos tienen una mayor atracción gravitatoria a medida que se vuelven más masivos, pero también a medida que se acercan. El sol podría verse notablemente perturbado (aunque en una cantidad muy pequeña) incluso por la densidad de masa cercana en forma de estrellas, polvo y gas. Estas interacciones generalmente ocurren durante escalas de tiempo bastante largas y ciertos efectos como las resonancias, ya sea en el movimiento medio o en el comportamiento secular, pueden aumentar la amplitud de las interacciones periódicamente, lo que lleva al comportamiento que usted describe.