¿Podría una galaxia enana albergar una estrella en el centro en lugar de una SMBH?

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¿Podría una galaxia enana albergar una estrella en el centro en lugar de una SMBH?

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galaxia
centro de la galaxia

Zaibis

No creo que esto sea posible, pero tengo curiosidad, y como cualquier consulta que busqué en Google, solo encontré publicaciones sobre agujeros negros que realmente existen, qué son los agujeros negros, que incluso la Vía Láctea tiene un agujero negro en su centro o que no podemos saber si las galaxias enanas no tienen SMBH en su centro.

Lo siento si es una pregunta estúpida, pero no quería seguir suponiendo algo sin saber: Entonces, ¿es teóricamente posible que una galaxia tenga una estrella en su centro de masa gravitacional?

pela

Cuanto menor sea la masa, menos dominará un objeto la cinemática de la galaxia. Incluso los SMBH no están exactamente en el centro gravitacional de una galaxia. Las estrellas son de millones a miles de millones de veces menos masivas que las SMBH, por lo que incluso si en algún momento está en el centro, no mantendrá esa posición.

Zaibis

@pela Soy consciente de eso, pero mi intención de preguntar era más una estrella lo más masiva posible antes de colapsar, ¿podría tal cosa teóricamente dominar las estrellas ather a su alrededor? Muy seguro, tan pronto como esta pequeña galaxia colisione con otra galaxia, ya no se quedará sola, pero mientras esto no suceda, ¿podría funcionar? y al menos en un grado riny realidad ocurrir?

pela

Una estrella muy masiva tendría una masa de 100

M_{⊙}

$M_\odot$ . Incluso se cree que las hipotéticas estrellas PopIII tienen masas de solo

10^{3} M_{⊙}

$10^3 M_\odot$ . Una galaxia enana normalmente tiene

10^{8}

$10^8$ estrellas, pero incluso si tomas uno de los enanos más pequeños conocidos con

10^{3}

$10^3$ estrellas, una estrella PopIII no dominará la cinemática. Estas pequeñas galaxias están aún más dominadas por la materia oscura. Y para una estrella dada, un 10

M_{⊙}

$M_\odot$ estrella a distancia

x

$x$ ejercerá la misma atracción gravitatoria que el

10^{3} M_{⊙}

$10^3 M_\odot$ a distancia

x / 10

$x/10$ .

pela

Lo que estoy tratando de decir es que sí, teóricamente es posible tener una estrella en el centro gravitatorio de una galaxia, pero no permanecerá allí. Sin embargo, tendrá una mayor probabilidad que las estrellas más alejadas del centro, de tener una energía baja y, por lo tanto, permanecer cerca del centro. Pero no dominará el campo gravitatorio.

Zaibis

@pela para que esa estrella se comporte más como una estrella en un sistema gemelo (no tan violento, por supuesto)? ¿Como si fuera la cosa más dominante en la galaxia pero no tuviera una órbita consistente con lo que sea que orbite por sí mismo? en conclusión, se puede decir en teoría que esto podría existir, pero para dominar una galaxia, ¿tienes un agujero negro? ^^ ¿te importaría publicar eso como respuesta? :)

pela

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Respuestas (1)

¿Podría una galaxia enana albergar una estrella en el centro en lugar de una SMBH?

Cuanto menor sea la masa, menos dominará un objeto la cinemática de la galaxia. Incluso los SMBH no están exactamente en el centro gravitacional de una galaxia. Las estrellas son de millones a miles de millones de veces menos masivas que las SMBH, por lo que incluso si en algún momento está en el centro, no mantendrá esa posición.
@pela Soy consciente de eso, pero mi intención de preguntar era más una estrella lo más masiva posible antes de colapsar, ¿podría tal cosa teóricamente dominar las estrellas ather a su alrededor? Muy seguro, tan pronto como esta pequeña galaxia colisione con otra galaxia, ya no se quedará sola, pero mientras esto no suceda, ¿podría funcionar? y al menos en un grado riny realidad ocurrir?
Una estrella muy masiva tendría una masa de 100 $M_\odot$ . Incluso se cree que las hipotéticas estrellas PopIII tienen masas de solo $10^3 M_\odot$ . Una galaxia enana normalmente tiene $10^8$ estrellas, pero incluso si tomas uno de los enanos más pequeños conocidos con $10^3$ estrellas, una estrella PopIII no dominará la cinemática. Estas pequeñas galaxias están aún más dominadas por la materia oscura. Y para una estrella dada, un 10 $M_\odot$ estrella a distancia $x$ ejercerá la misma atracción gravitatoria que el $10^3 M_\odot$ a distancia $x/10$ .
Lo que estoy tratando de decir es que sí, teóricamente es posible tener una estrella en el centro gravitatorio de una galaxia, pero no permanecerá allí. Sin embargo, tendrá una mayor probabilidad que las estrellas más alejadas del centro, de tener una energía baja y, por lo tanto, permanecer cerca del centro. Pero no dominará el campo gravitatorio.
@pela para que esa estrella se comporte más como una estrella en un sistema gemelo (no tan violento, por supuesto)? ¿Como si fuera la cosa más dominante en la galaxia pero no tuviera una órbita consistente con lo que sea que orbite por sí mismo? en conclusión, se puede decir en teoría que esto podría existir, pero para dominar una galaxia, ¿tienes un agujero negro? ^^ ¿te importaría publicar eso como respuesta? :)

pela · Answer 1

El centro de gravedad de una galaxia no está determinado por el objeto más masivo, sino por todos los objetos de la galaxia. Incluso los agujeros negros supermasivos (SMBH) no dominan el campo gravitatorio excepto muy, muy cerca del centro. De lejos, a la mayoría de las estrellas de una galaxia no podría importarles menos el SMBH.

La región dentro de la cual un BH domina sobre la de las estrellas (la " esfera de influencia " $^\dagger$ ) está dada por (p. ej. Peebles 1972 )

r = \frac{GRAMO {METRO}_{B H}}{σ^{2}},

$r = \frac{G M_\mathrm{BH}}{\sigma^2},$ donde

G

$G$ es la constante gravitacional,

M_{B H}

$M_\mathrm{BH}$ es la masa del agujero negro, y

σ

$\sigma$ es la dispersión de la velocidad.

En la Vía Láctea (MW), hay un SMBH (Sagitario A*) de aproximadamente $M_\mathrm{BH} \simeq 4\times10^6\,M_\odot$ . En esa región, la dispersión de la velocidad estelar es aproximadamente $50$ – $100\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$ (por ejemplo, Genzel et al. 2010 ). Conectando esos valores, encontrará que Sgr A* domina la cinemática a aproximadamente 3 pc, o 10 años luz, que no es nada comparado con el radio de MW de $\sim10^5$ años luz.

Si toma las estrellas más masivas concebibles (una hipotética estrella Pop III de $M\sim10^3\,M_\odot$ ) en Willman 1 , la galaxia enana más pequeña conocida, que tiene una dispersión de velocidad estelar del orden $5$ – $10\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$ — encontrará que tal estrella dominará el potencial gravitacional a una distancia de solo $\lesssim0.1\,\mathrm{pc}$ , nuevamente completamente insignificante en comparación con el radio de la galaxia de $\sim25\,\mathrm{pc}$ .

En otras palabras, aunque es posible que una galaxia enana albergue una estrella masiva, será una estrella como todas las demás y de ninguna manera definirá el centro gravitacional de la galaxia.

$^\dagger$ _{No debe confundirse con el horizonte de eventos que es aún más pequeño.}

¿Podría una galaxia enana albergar una estrella en el centro en lugar de una SMBH?

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