El artículo de CNet Los astrónomos descubren dos agujeros negros supermasivos en una espiral de la muerte se vincula con el descubrimiento de un cuásar binario de separación cercana en el corazón de az ~ 0.2 La fusión de la galaxia y sus implicaciones para las ondas gravitacionales de baja frecuencia (disponible en ArXiv ) y dice:
Los agujeros negros supermasivos generalmente se encuentran en el centro de las galaxias, incluida la nuestra, y durante una fusión de galaxias terminan comenzando una danza de la muerte, girando entre sí en un vals casi interminable, hasta que finalmente se fusionan. Sin embargo, los investigadores actualmente no tienen claro el tiempo que tardan los agujeros negros en fusionarse o, de hecho, si se fusionan.
"Es una gran vergüenza para la astronomía que no sepamos si los agujeros negros supermasivos se fusionan", dijo Jenny Greene, profesora de ciencias astrofísicas en Princeton y coautora del estudio. "Para todos en la física de los agujeros negros, en términos de observación, este es un rompecabezas de larga data que debemos resolver".
Este acertijo se conoce como el "problema del parsec final". Algunos astrónomos creen que una vez que dos agujeros negros supermasivos se acercan lo suficiente, reduciendo su distancia a 1 parsec (3,2 años luz), pueden bailar durante una eternidad.
Pregunta: Si resulta que los agujeros negros supermasivos no pueden fusionarse, o tienen dificultades para hacerlo, ¿cuáles podrían ser las razones?
El principal problema es el momento angular. Para que dos objetos ligados gravitacionalmente se fusionen (ya sean agujeros negros, agujeros negros supermasivos, planetas, estrellas, etc.), deben perder suficiente momento angular para que su separación orbital sea lo suficientemente pequeña. La separación orbital promedio (semieje mayor) se determina completamente a partir del momento angular de la órbita (al menos en la mecánica clásica; no sé si eso es cierto para situaciones relativistas como la fusión de agujeros negros cuando se acercan). La eliminación del momento angular requiere interacciones con otros objetos.
Cuando dos galaxias se fusionan, sus agujeros negros supermasivos tienen momento angular. A través de un fenómeno conocido como "fricción dinámica", las interacciones gravitatorias con otras estrellas eliminan gran parte de su momento angular de los agujeros negros, hasta que se acercan unos pocos parsecs entre sí. En este punto, los agujeros negros han arrojado todas las estrellas que estaban en la región y (presumiblemente) no queda nada para que la fricción dinámica socave su momento angular. Una vez que los agujeros negros estén lo suficientemente cerca (no sé qué tan cerca), la emisión de ondas gravitacionales eliminará el momento angular restante del par en órbita y la fusión se vuelve inevitable.
Entonces, para responder a su pregunta , la razón por la que los agujeros negros supermasivos no pueden fusionarse es que están demasiado juntos para que quede material restante (estrellas, gas, etc.) en el centro de la galaxia para eliminar el momento angular de el par en órbita, que ya ha eliminado el material, pero no está lo suficientemente cerca como para que la emisión de ondas gravitacionales elimine el momento angular lo suficientemente rápido como para que su fusión ocurra pronto (en un sentido astronómico).
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