Leí que el agujero negro en el centro de la galaxia tiene mucha menos masa que la galaxia misma y que de alguna manera se mantiene unido por la materia oscura.
Entonces ahora me pregunto si es posible que haya galaxias con una estrella en el centro.
Los núcleos de las galaxias están llenos de estrellas. Cualquier estrella que pase intercambiará impulso con la estrella central y perturbará su posición. Estrellas de masa similar podrán expulsar por completo a la estrella central de su posición privilegiada.
Las estrellas masivas (y tiene que ser masiva, ver pág. 1) tienden a vivir unos pocos millones de años y mueren, formando (en el caso general) un agujero negro de masa estelar. Por otro lado, las galaxias viven miles de millones de años. Entonces terminamos con una galaxia muy joven con un pequeño agujero negro en el centro.
Las estrellas masivas, así como sus agujeros negros remanentes, tienden a hundirse hacia el centro de los cúmulos de estrellas (y el núcleo de la galaxia tiene alguna razón para poseer la misma dinámica). El hecho de que el objeto sea una estrella masiva no es de gran importancia, porque rápidamente (en la escala de tiempo de la formación de galaxias) se convierten en agujeros negros.
En resumen, el consenso moderno es que las galaxias tienen un agujero negro en el centro. Pero incluso si comenzamos con una galaxia que no tiene uno (sabemos que las fusiones de galaxias a veces expulsan los agujeros negros centrales), pronto crecerá su nuevo agujero negro central.
La respuesta corta es, no realmente. Es poco probable que las galaxias tengan una estrella en el "centro".
Cuando dices que una estrella está en el centro, lo que realmente estás tratando de decir es que esa estrella es el objeto gravitacionalmente dominante en el centro de la galaxia. Sin embargo, casi todas las galaxias tienen un agujero negro supermasivo (SMBH) en el centro. Todavía no se ha resuelto al 100% por qué es así, pero el consenso general es que los SMBH son cruciales para la formación de galaxias y, de hecho, pueden formarse junto con el resto de la galaxia. Lo que eso significa es que es muy poco probable que veas una galaxia que no tenga un SMBH en el centro porque el SMBH es crucial para la existencia misma de esa galaxia.
Intentar reemplazar un SMBH con solo una estrella (incluso una masiva) no será suficiente porque los SMBH generalmente tienen una masa igual a millones de masas solares. Incluso una estrella de 100 masas solares (que, por cierto, no viviría mucho tiempo) no es suficiente para soportar la misma dinámica que una SMBH cuando se trata de la formación de galaxias.
de alguna manera se mantiene unido por la "materia oscura"
Solo para abordar este punto tangencial, los agujeros negros no se mantienen unidos por la materia oscura. Es posible que hayas oído que las galaxias mismas se mantienen unidas por la materia oscura y que simplemente no recuerdan nada. Los agujeros negros se mantienen unidos por su propia fuerza gravitatoria de toda la masa que han "comido" durante su vida.
Las galaxias están unidas gravitacionalmente por la masa de todas las estrellas, gas, polvo, planetas, agujeros negros y "materia oscura" de la que están hechas. De hecho, la mayor parte de la masa proviene de la "materia oscura" (lo cual es un poco problemático, ya que no sabemos qué es en realidad )
Si hay un gran agujero negro en una galaxia, a medida que pasa por las estrellas de la galaxia, tenderá a transferir energía cinética a las estrellas y, por lo tanto, perderá energía y se moverá hacia el centro de la galaxia. Con el tiempo, todos los grandes agujeros negros se reunirán y fusionarán en el centro de la galaxia, formando un "agujero negro supermasivo". Esta es la razón por la que la mayoría de las galaxias grandes parecen tener un gran agujero negro en su centro.
Las galaxias tienen agujeros negros en su centro, porque los agujeros negros grandes tenderán a moverse hacia el centro de una galaxia, no porque la galaxia necesite tener algo en el centro para seguir girando.
Hay algunos, como la galaxia triangular, que no parecen tener un gran agujero negro en el centro. Esto probablemente significa que en realidad hay un agujero negro de tamaño intermedio allí. Incluso si no, eso probablemente significaría que no hay nada en reposo en el centro de la galaxia. No hay necesidad de que haya nada en el centro. La masa de las estrellas, el gas y la materia oscura es suficiente para unir la galaxia y mantenerla girando sin nada en el centro.
Hemos descubierto que la mayoría de las galaxias tienen un agujero negro supermasivo en su centro. Entonces sospechamos que la formación de galaxias en sí misma generalmente involucra un agujero negro central. O se forma y acaba migrando paulatinamente hacia el centro si no empezó allí. Algo, de alguna manera, de todos modos.
Pero el agujero negro en sí mismo, por enorme que sea, no es capaz de crear una galaxia por sí solo. No inició la galaxia. Puede ser millones o incluso algunos miles de millones de veces el tamaño de nuestro sol, pero por ejemplo, nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene entre 100 y 400 mil millones de estrellas , lo suficientemente dispersas como para que el agujero negro central no sea gran cosa. a la mayor parte. Todo nuestro agujero negro central podría desaparecer casi sin cambios en la galaxia. Ni siquiera te darías cuenta si no fueras a buscar detenidamente en esa área específica.
Entonces, si desea encontrar qué * realmente * inició el crecimiento de una galaxia y la mantiene unida, no son agujeros negros, ni siquiera un agujero negro supermasivo, o cualquier cosa en el centro de la galaxia. Tienes que buscar en otro lugar, muy disperso en el espacio, para encontrar la respuesta...
Podemos "pesar" nuestra galaxia y otras, midiendo cómo giran (giran, rotan) en el espacio. Si imaginas balancear algo al final de una cuerda, cuanto más rápido lo hagas girar, más fuerza necesitarás usar. De la misma manera, podemos medir qué tan fuerte se atraen las estrellas entre sí, por qué tan rápido se mueven y la galaxia "gira".
Crucialmente, nuestra galaxia no se parece en nada a nuestro sistema solar , donde un enorme objeto central (el Sol) en su mayoría mantiene todo lo demás en su lugar.
El tirón es la galaxia como un todo, no significa que sea un objeto central el que lo haga. Todo en la galaxia atrae a todo lo demás, ya sean estrellas, nubes de gas, agujeros negros, planetas o cualquier otra cosa. Es ese tirón combinado lo que lo mantiene unido y le permite permanecer unido mientras gira.
El problema es que, cuando haces ese cálculo, descubres que simplemente no hay suficiente material para mantener unida a la galaxia y hacer que gire como la vemos girar . En números redondos, la masa total de todas las estrellas, nubes de gas, planetas y materia visible en nuestra galaxia es aproximadamente 50 000 000 000 veces la masa de nuestro sol.
Pero para rotar como lo hace, la masa total en realidad tendría que ser unas veinte veces mayor que eso .
Algo esta mal. En realidad, hay alrededor de 1,000,000,000,000 veces la masa del sol escondida dentro y alrededor de nuestra galaxia que ni siquiera podemos ver. Podemos estar bastante seguros a partir de los trabajos teóricos, que no se trata de un gran número de nubes diminutas, estrellas invisibles o formado por agujeros negros. Es un nuevo tipo de materia que es "oscura" (no se puede ver) para nuestros instrumentos habituales. Hasta que sepamos qué es este material nuevo, lo llamaremos "materia oscura".
Podemos averiguar mucho sobre la materia oscura, no solo cuánto hay, sino qué tipo de cosas podría ser. El candidato más probable es un nuevo tipo de partícula subatómica que solo responde débilmente a la gravedad y no responde en absoluto a la mayoría de las otras fuerzas. Debido a que no interactúa con otras fuerzas, no lo vemos directamente en nuestros instrumentos. Debido a que interactúa con la gravedad, puede dar forma a nuestra galaxia y conducir a la formación de galaxias.
Ahora creemos que esta nueva "materia oscura" en realidad condujo a la formación de galaxias en primer lugar, en el universo primitivo.
Cuando la materia se retrae sobre sí misma como en una estrella, se calienta mucho y el calor evita que colapse fácilmente. Como que nuestro sol no colapsa. El problema es que, para colapsar un poco (o del todo), necesita reaccionar a la gravedad. Para colapsar mucho, tiene que poder deshacerse de todo el calor (u otras formas de energía) que eso produce. Sin embargo, la materia oscura no puede hacer eso , porque simplemente no interactúa de ninguna manera que le permita deshacerse de mucho calor. Así que se derrumbó en forma de nubes vastas y delgadas, y no pudo ir más allá. Pero una vez que se formaron esas vastas y delgadas nubes, atrajeron materia "ordinaria" que podría colapsar aún más al perder calor (u otras formas de energía), y así es como comenzaron las galaxias.
Un agujero negro central a menudo también parece formarse, pero fundamentalmente es la materia oscura que comenzó todo, mucho, mucho antes.
Desde que leí que el agujero negro en el centro de la galaxia tiene mucha menos masa que la galaxia misma y que de alguna manera se mantiene unido por la "materia oscura".
Ambos son correctos. Vea arriba para más detalles. Pregunte si hay cosas que no están claras.
entonces ahora me pregunto si es posible que existan galaxias donde una estrella está en el centro.
No importaría. Una galaxia no "necesita" tener un solo objeto en su centro o cerca de él. La mayoría lo hace, y es un agujero negro, pero no tiene por qué haber nada allí hasta donde sabemos, y algunos no. Incluso las estrellas más grandes son diminutas y microscópicas en comparación con una galaxia.
Así que sería completamente irrelevante si una estrella estuviera en el centro, para una galaxia u otra, no haría ninguna diferencia. Un objeto central, por grande que sea , no mantiene unida a una galaxia ni la hace girar.
Un segundo problema es que, si quieres "una estrella" en el centro, presumiblemente quieres una estrella grande. Las estrellas grandes mueren muy rápido, por lo que no habría sobrevivido millones, y mucho menos miles de millones de años, que la galaxia haya existido. Habría desaparecido mucho antes de que se formara la galaxia. E incluso las estrellas más grandes son diminutas en comparación con los agujeros negros supermasivos que conocemos.
No es posible que una estrella esté (mantenga una posición estable) en el centro de una galaxia.
Para que cualquier objeto sea (en) el centro de una colección dinámica de cualquier cosa, tiene que 'pertenecer' allí de alguna manera, como las burbujas en el café cuando lo revuelves. No llegaron allí por casualidad.
Para que algo pertenezca al centro de una colección dinámica, puede haber tres razones.
Puede estar allí por casualidad, simplemente de paso, por así decirlo.
Puede ser llevado y retenido allí por la dinámica de la colección, como las burbujas en el café.
Puede ser lo que mantiene unida la colección, siendo lo más grande que existe, como el sol en nuestro sistema solar.
Que una estrella viaje por el centro de una galaxia por casualidad podría ser una posibilidad, pero no estaría allí por ninguna de las otras razones. No es lo suficientemente único como para ser lo único que existe y no es lo suficientemente grande como para ser lo que mantiene unida a la galaxia.
Robbie Goodwin