Haben alle Galaxien ein schwarzes Loch im Zentrum?

Hätte ich recht, wenn ich angegeben hätte, dass alle Galaxien ein schwarzes Loch in der Mitte haben? Da andere Galaxien um einen Mittelpunkt in einer Galaxie kreisen - das Barycenter, richtig? - Ich würde annehmen, dass es an diesem Punkt eine verrückte Anziehungskraft geben muss. Was schaffen nur Schwarze Löcher, oder?

(Wenn dies ein bisschen vage ist, sagen Sie es mir bitte, damit ich es klären kann!)
Ich bin ein absoluter Neuling in der Astronomie im Allgemeinen. Tut mir leid, wenn diese Frage überhaupt keinen Sinn ergibt.

black-hole galaxy galaxy-center

— FutureCake
quelle

Warum sagst du, dass es "eine verrückte Anziehungskraft haben muss"? Stuff umkreist das Schwerpunktzentrum, weil es das Schwerpunktzentrum ist, es muss keine große Konzentration von Masse sein. FWIW, für Galaxien mit einem zentralen BH, ist die Masse dieses BH ein winziger Bruchteil der Masse der gesamten Galaxie. Es ist nicht so, dass der BH die Gravitationsstruktur der Galaxie dominiert, obwohl er natürlich in unmittelbarer Nähe des BH eine ziemlich große Wirkung hat.

— PM 2Ring

Wo ist das Schwarze Loch in der Mitte eines jeden Binärsystems, das die Sterne zum Schwerpunkt macht? Die Masse der Sterne ist mehr als genug, man braucht sie nicht, um etwas anderes zu umkreisen. Wenn Sie nach einem binären Sternensystem suchen, werden Sie feststellen, dass der gleiche Mechanismus für n-Körper immer noch funktioniert.

— Luaan

@ PM2Ring: Während das ein ziemlich bekanntes physikalisches Ergebnis ist, ignoriert es die grundsätzliche Frage: Wäre alles , was Masse selbst wird in einer Galaxie konzentriert , ohne ein schwarzes Loch da? Oder sind Schwarze Löcher essentiell für die Bildung von Starts und ihre Ansammlung in einer Galaxis?

— MSalters

@MSalters Sicher, zentrale Schwarze Löcher könnten für die Galaxienentstehung wichtig sein, aber ich verstehe nicht, wie wichtig sie für die Sternentstehung sind. Und dann muss man Spiralgalaxien ohne zentrales BH erklären. Haben sie ihren BH verloren, zB bei einer Kollision? Wenn ja, wie haben sie es geschafft, ihre Spiralstruktur beizubehalten? FWIW, wir haben immer noch keine gute Theorie, um zu erklären, wie massereich BHs so massereich sind. Ich vermute, dass wir mehr über die Rolle der Dunklen Materie lernen müssen, um diese Fragen richtig anzugehen.

— PM 2Ring

@AndrewMorton Wenn Sie nur die Schwerkraft berücksichtigen und die Gravitationswellen ignorieren, nein - die Umlaufbahnen sind stabil. Das reale System ist kniffliger, weil Sterne keine trägen, vollkommen festen Stoffkugeln sind - sie verlieren zum Beispiel große Mengen an Masse durch Sonnenwinde. Ich bin mir nicht sicher, aber ich denke, dass die Hauptreihen-Doppelsterne ihre Umlaufbahnen langsam erweitern, wenn die umlaufende Masse abnimmt. Es wird natürlich viel komplizierter, wenn man Dinge wie die solare Evolution hinzufügt, aber das "Abwärtsspiralisieren" braucht eine Möglichkeit, um massive Mengen an Orbitalenergie zu verlieren.

— Luaan

Antworten:

Die Antwort hier ist sicherlich nein. Viele Zwerggalaxien (z. B. die Magellanschen Wolken ) enthalten keine supermassiven Schwarzen Löcher, obwohl einige weniger massive Schwarze Löcher mittlerer Masse enthalten können ( Mezcua et al. 2018 ). Da es sich um den zahlreichsten Galaxientyp im Universum handelt, ist es durchaus möglich, dass die meisten Galaxien tatsächlich keine supermassiven Schwarzen Löcher enthalten. Das sollte nicht allzu überraschend sein. Wenn die Bottom-up-Theorien der supermassiven Schwarzlochbildung richtig sind, müssen viele Schwarzlöcher mit mittlerer Masse zu einem massiven zusammenwachsen. Zwerggalaxien hätten in den meisten Fällen einfach nicht die erforderliche Population (oder könnten sie bilden).

Es wurde jedoch beobachtet, dass eine Reihe von Zwerggalaxien supermassereiche Schwarze Löcher beherbergen (darunter unter anderem M60-UCD1 und Hen 2-10 ). Diese haben und liefern weiterhin Einblicke in die Entstehung und Entwicklung massearmer Galaxien.

Einige Benutzer hier haben auch einige massive Galaxien ohne supermassereiche Schwarze Löcher identifiziert, darunter M33 und A2261-BCG . Ersteres hat eine Ausbuchtung, aber die Dispersion der zentralen Sterngeschwindigkeit ist gering, was bedeutet, dass kein Schwarzes Loch im Kern vorhanden ist ( Merritt et al. 2001 ), vorausgesetzt, die erforderlichen Parameter sind hinreichend bekannt. In A2261-BCG ist es möglich, dass ein oder mehrere zentrale supermassereiche Schwarze Löcher ausgeworfen wurden und einen "geschwollenen" Kern ohne ein Schwarzes Loch zurückließen . Denken Sie natürlich daran, dass dies nur eine mögliche Erklärung für die beobachtete Verteilung der Sterne in A2261-BCG ist.

Im Allgemeinen hat ein zentrales Schwarzes Loch nicht beeinflusst die großen Kinematik von Sternen und Gas in einer Galaxie. Die meisten supermassiven Schwarzen Löcher sind viel weniger massereich als ihre Wirtsgalaxie. Ich glaube, dass Sag A * im Zentrum der Milchstraße in der Größenordnung von etwa 0,001% der Gesamtmasse der Galaxie liegt. Sogar massive Ellipsentrainer wie der NGC 4889 haben ungefähr 0,1% ihrer Gesamtmasse schwarze Löcher. Soweit ich weiß, haben ultrakompakte Zwerge die höchsten Massenverhältnisse von Schwarzen Löchern zu Galaxien. Ein extremes Beispiel hierfür ist das bereits erwähnte M60-UCD1.

— HDE 226868
quelle

Die Idee von ausgestoßenen SMBHs ist faszinierend, da dies bedeuten würde, dass Objekte, die zwischen Galaxien umherwandern, nur eine geringe Chance haben, entdeckt zu werden.

— Michael

@Michael Es ist definitiv eine interessante Aussicht. Das heißt, ausgestoßene aktive galaktische Kerne wären immer noch nachweisbar, da sie normalerweise viel leuchtender sind als ihre Wirtsgalaxien und weil sie in der Lage sein sollten, Akkretionsscheiben für einige Zeit nach dem Ausstoßen zurückzuhalten. HE0450-2958 könnte eine solche ausgestoßene AGN sein (obwohl die Interpretation des nackten Quasars nicht gut angenommen wird), und SDSS J0927 + 2943 und 3C 186 sind AGN, die wahrscheinlich ausgestoßen wurden, aber immer noch nachweisbar sind.

— HDE 226868

Es ist erwähnenswert, dass der ursprüngliche Beitrag nicht nach supermassiven Schwarzen Löchern fragte . Nur normale alte Schwarze Löcher. Wollen wir damit sagen, dass es im Zentrum der Magellanschen Wolken keine Schwarzen Löcher gibt ?

— S. Imp

Es wird allgemein angenommen, dass die meisten Galaxien in ihrem Zentrum ein Schwarzes Loch haben. Es gibt Galaxien, die wir entdeckt haben und die kein Schwarzes Loch zu haben scheinen. Es ist also nicht in jedem Fall eine notwendige Voraussetzung oder ein garantierter Fund.

In Fällen ohne Schwarzes Loch wurde postuliert, dass die Schwerkraft der kombinierten Sterne und Gase ausreicht, um die Galaxie zusammenzuhalten.

— Kyle
quelle

Selbst in Galaxien mit zentralen Schwarzen Löchern reicht die Schwerkraft der Sterne und des Gases (und der dunklen Materie) aus, um sie zusammenzuhalten. Das Schwarze Loch ist fast immer ein sehr kleiner Teil der Gesamtmenge. (Das zentrale Schwarze Loch der Milchstraße macht etwa ein Zehntausendstel der Gesamtmasse der Sterne der Milchstraße aus.)

— Peter Erwin

Einige Hinweise wären nett.

— Pela

Obergrenze von 1500 Sonnenmassen auf einem möglichen BH in der Mitte von M33: iopscience.iop.org/article/10.1086/323481/meta

— Peter Erwin

@TED Diese Analogie funktioniert nicht ganz, weil wir wissen, dass die Schwarzen Löcher in den Zentren der Galaxien nur einen winzigen Teil der Masse der gesamten Galaxie ausmachen. Andererseits werden Planetensysteme wahrscheinlich vollständig von der Masse der Sterne dominiert - und unser Sonnensystem ist bereits weitaus massereicher als die meisten Sternensysteme. Natürlich sind unsere Beobachtungen anderer Planetensysteme immer noch sehr begrenzt, so dass es einige Überraschungen geben kann. Aber wir wissen bereits, dass Sie komplexe "Planetensysteme" ohne Stern haben können - schauen Sie sich nur Jupiter oder Saturn an.

— Luaan

Ich denke, die meisten Galaxien, die Zwerggalaxien sind, haben keine Schwarzen Löcher.

— Rob Jeffries