Có gì ở Trung tâm Dải Ngân hà? Trong bài viết này, người ta nói rằng một lỗ đen siêu lớn nằm ở trung tâm của dải ngân hà.

Tại trung tâm của nó, được bao quanh bởi 200-400 tỷ ngôi sao và không thể phát hiện được bằng mắt người và bằng các phép đo trực tiếp, nằm ở một lỗ đen siêu lớn gọi là Sagittarius A *, hay Sgr A *. Dải Ngân hà có hình xoắn ốc và xoay quanh tâm của nó, với những cánh tay cuộn tròn dài bao quanh một đĩa hơi phình ra. Đó là trên một trong những cánh tay gần trung tâm mặt trời và Trái đất. Các nhà khoa học ước tính rằng trung tâm thiên hà và Sgr A * cách chúng ta khoảng 25.000 đến 28.000 năm ánh sáng. Toàn bộ thiên hà rộng khoảng 100.000 năm ánh sáng.

Chúng tôi xoay quanh trung tâm cứ sau 250 triệu năm. Có thể chúng tôi xoay vòng beacuse của BH.

Khi lỗ đen chết trong thiên hà của chúng ta, chúng ta sẽ bị ném ra khỏi quỹ đạo quay vòng chứ?

Hình dạng của thiên hà dự kiến ​​sẽ thay đổi phải không? Nó sẽ là một số hình dạng bất thường không phải hình cầu?

Có lẽ chúng tôi xoay beacuse của BH.

Không. Thiên hà đang bị giữ thành một mảnh do tổng trọng lực của chính nó. Lỗ đen chỉ là một phần nhỏ trong số đó. Về cơ bản, BH không thành vấn đề.

Khi lỗ đen chết trong thiên hà của chúng ta

BH có lẽ sẽ là thứ cuối cùng còn lại của thiên hà chúng ta vào cuối. Và thậm chí sau đó sẽ mất một thời gian dài vô cùng để nó bay hơi. Sự bay hơi BH đối với các BH rất lớn về cơ bản là quá trình chậm nhất mà bạn có thể tưởng tượng.

Nó sẽ là một số hình dạng bất thường không hình cầu?

Thiên hà không phải hình cầu. Hình dạng của nó khá giống một đĩa tròn (với một số điểm bất thường và một số tính năng như cánh tay, v.v.).

Trả lời: Không nhiều

Lỗ đen trung tâm của Dải Ngân hà (BH) có khối lượng khoảng 5 triệu mặt trời, trong khi thiên hà có khối lượng từ 100 tỷ đến một nghìn tỷ mặt trời. Do đó, BH trung tâm không liên quan nhiều đến động lực học của các quỹ đạo sao ngoại trừ rất gần trung tâm.

Nhưng ý của bạn là "lỗ đen chết" là gì? Bạn có nghĩa là bay hơi thông qua bức xạ Hawking? (Đó là quá trình duy nhất mà chúng ta biết có thể loại bỏ BH, và nó chậm đến mức thiên hà sẽ biến mất từ ​​lâu trước khi lỗ đen trung tâm bốc hơi.)

Hoàn toàn không còn gì.

Thời gian để các lỗ đen sao bay hơi được cho là vượt quá nửa đời của proton. Bao nhiêu lỗ đen thiên hà. Và nhân tiện, thời gian này hiện đang gia tăng khi các lỗ đen sao thậm chí đang phát triển chỉ từ bức xạ nền vũ trụ.

Vũ trụ phải đi qua giai đoạn trung gian của các lỗ đen và không gian trống trước khi điều này xảy ra.

Để trả lời điều này, chúng ta hãy nhìn vào vài tỷ / nghìn tỷ / triệu triệu tiếp theo? năm và hiểu được kích thước của thiên hà của chúng ta và lỗ đen trung tâm của nó.

Điều đầu tiên xảy ra liên quan đến câu hỏi của bạn, đó là thiên hà và Andromeda của chúng ta va chạm và hợp nhất. Điều này xảy ra trong một số tỷ năm. Khi các thiên hà hợp nhất, thiên hà kết hợp tồn tại, nhưng có thể có một dạng khác, các lỗ đen trung tâm được hợp nhất và các ngôi sao (hoặc trong một số trường hợp thậm chí một hoặc cả hai lỗ đen) có thể bị văng ra khỏi thiên hà kết hợp. Nhưng thiên hà sẽ chịu đựng, dưới hình thức này hay hình thức khác.

Đó là bởi vì một thiên hà không bị giữ bởi lỗ đen trung tâm của nó.

Một ý nghĩa của quy mô: khối lượng

Trong thiên hà của chúng ta, BH trung tâm có khối lượng khoảng 4 -4,5 triệu mặt trời .

Một phần lớn hơn là các ngôi sao, khí và các vật chất baryonic thông thường khác (một số hàng trăm tỷ ngôi sao, mặc dù nhiều ngôi sao là sao lùn đỏ và nhỏ hơn mặt trời của chúng ta). Vật chất thông thường được ước tính là khoảng 600 tỷ mặt trời , hoặc khoảng 150.000 lần khối lượng của lỗ đen trung tâm.

Nhưng phần lớn nhất là vật chất tối. Giải thích một cách đơn giản, thậm chí có tính đến tất cả khối lượng nói trên, thiên hà vẫn không đủ lớn để xoay như hiện tại. Các tính toán cho thấy khoảng 85% tất cả vật chất trong thiên hà của chúng ta là "vật chất tối" - một loại vật chất không được tạo ra từ các nguyên tử thông thường, nhưng bị nghi ngờ được tạo thành từ các hạt không thể tương tác nhiều ngoại trừ trọng lực (vì vậy chúng ta không thể phát hiện ra nó thông qua bức xạ, nó không tạo thành các hành tinh, ngôi sao hoặc lỗ đen, v.v.). Vật chất tối sẽ là khoảng 3,5 nghìn tỷ mặt trời , hoặc gấp khoảng 850.000 lần khối lượng của BH trung tâm.

Vì vậy, tổng khối lượng (thông thường + vật chất tối) là khoảng 4 nghìn tỷ mặt trời hoặc gấp khoảng một triệu lần khối lượng của lỗ đen trung tâm .

Một cảm giác về quy mô: đường kính

Xem xét kích thước chứ không phải khối lượng, BH trung tâm có lẽ là kích thước quỹ đạo của Thiên vương tinh ( đường kính khoảng 12 giờ ánh sáng ).

Thiên hà nhìn thấy có đường kính khoảng 100.000 năm ánh sáng , hoặc gấp khoảng 70 triệu lần kích thước BH.

Phạm vi của quầng vật chất tối ít chắc chắn hơn (và có ít cạnh xác định hơn), nhưng tùy thuộc vào nghiên cứu nào là đúng, có thể kéo dài từ 500.000 đến 1 triệu năm ánh sáng , hoặc một cái gì đó dọc theo các đường đó (từ bộ nhớ), hoặc nhỏ hơn nửa tỷ lần kích thước BH.

Tóm lược

BH trung tâm chứa khoảng một phần triệu (0,0001%) khối lượng của thiên hà và khoảng 2 phần tỷ (0,0000002%) đường kính của nó.

Vì vậy, lỗ đen trung tâm thực sự, và kỳ lạ, gần như không đáng kể về mặt cấu trúc ngày nay của thiên hà chúng ta. Nó có thể rất quan trọng cho sự hình thành của thiên hà, nhưng điều đó đã rất lâu rồi. Đó không phải là lý do hiện tại chúng ta xoay vòng, và đó không phải là lý do chúng ta ở trong quỹ đạo thiên hà. Nếu nó biến mất hoặc bị đẩy ra vào ngày mai, không có gì thay đổi ngoại trừ một vài ngôi sao tương đối trong trung tâm thiên hà quay trực tiếp vào BH. Chúng ta không ở đâu gần đó. Chúng tôi đang ở trong một nhánh xoắn ốc.

Điểm mấu chốt là, nếu BH trung tâm biến mất hoặc rời khỏi thiên hà của chúng ta, chúng ta và con cháu sẽ không bao giờ nhận thấy, ngoại trừ sự thay đổi phát xạ tia X từ khu vực đó (được phát hiện bởi kính viễn vọng vô tuyến) và một số rất mờ nhạt các ngôi sao trong khu vực đó di chuyển hơi khác nhau qua hàng thiên niên kỷ. Đó là tất cả.

Nhưng như những câu trả lời khác giải thích, một lỗ đen cần một thời gian lớn để bốc hơi, vì vậy trong thực tế, có hai điều sẽ xảy ra:

• Trong khoảng thời gian hàng tỷ đến hàng nghìn tỷ năm Tại một thời điểm nào đó, thiên hà Milky Way / Andromeda hợp nhất (hoặc một thiên hà kế tiếp) sẽ giữ, hợp nhất hoặc đẩy ra BH trung tâm của nó. Sự kiện này sẽ không phải là "kết thúc" cho thiên hà hoặc các ngôi sao trong đó, mặc dù thiên hà kết hợp có thể sẽ không phải là hình xoắn ốc; các thiên hà hợp nhất là phổ biến. Thiên hà kết hợp sẽ ổn định và mọi thứ sẽ tiếp tục.

• Trong một khoảng thời gian vượt quá sự hiểu biết của con người (bốn triệu trên bốn triệu năm) Nếu vũ trụ của chúng ta vẫn tồn tại trong cấu trúc hiện tại của nó và mô hình chuẩn và vũ trụ học chuẩn đã đúng, cuối cùng BH sẽ bốc hơi. Nhưng thiên hà (và tất cả các thiên hà, và hầu hết vật chất) sẽ bị phân hủy từ lâu, rất lâu, rất lâu trước khi điều đó có thể xảy ra.

Một lỗ đen vĩ mô không thể co lại miễn là bất kỳ nguồn phóng xạ nào (như các thiên hà khác) nằm trong tầm nhìn. Bức xạ Hawking rất yếu; lỗ đen được gọi là màu đen cho một lý do. Trên thực tế, bức xạ Hawking đã vượt trội hơn nhiều so với bức xạ nền vi sóng vũ trụ một mình đối với các lỗ đen nặng hơn mặt trăng. Đây chỉ là một chức năng của nhiệt độ: Nền vũ trụ có nhiệt độ 2,72 K - để phát ra nhiều bức xạ hơn nó hấp thụ lỗ đen phải nóng hơn, đòi hỏi khối lượng nhỏ hơn mặt trăng . Các lỗ đen khối lượng mặt trời có nhiệt độ thấp theo thứ tự cường độ 6E-8 K. Điều đó có nghĩa là ngay cả khi không có bất kỳ vấn đề nào nó có thể hấp thụ và vắng mặt bất kỳ nguồn phóng xạ cụ thể nào, một lỗ đen khổng lồ vẫn sẽ phát triển, không co lại.

Trong trường hợp Nhân Mã A * có rất nhiều vật chất và bức xạ xung quanh, cụ thể là thiên hà của chúng ta, cuối cùng sẽ rơi vào lỗ đen, nếu không bị xáo trộn trong một thời gian đủ dài. Lỗ đen khổng lồ siêu nhân tạo kết quả sẽ là siêu lạnh kép (khoảng E-19K, cho hoặc nhận một vài đơn đặt hàng cường độ) và có thể cung cấp ngay cả từ nền vi sóng lạnh hơn bao giờ hết. Chỉ khi mọi thứ đã được hấp thụ hoặc biến mất ngoài chân trời sự kiện, nó mới có thể bắt đầu co lại. Và bởi vì nó rất rất lạnh nên nó sẽ co lại rất rất chậm.

Có nhiều khả năng là các sự kiện khác sẽ xảy ra trước sự bốc hơi này. Bài viết này mô tả làm thế nào trong tương lai xa - giả sử, 100 tỷ năm - sự giãn nở nhanh chóng của vũ trụ sẽ khiến chúng ta bị mắc kẹt trên hòn đảo bị ràng buộc bởi lực lượng của nhóm địa phương của chúng ta, bởi vì mọi thứ khác "mở rộng".

Tại một số điểm, các lỗ đen trên hòn đảo này sẽ hấp thụ tất cả các vật chất xung quanh cho đến khi chỉ còn lại các lỗ đen quay quanh. Cuối cùng chúng sẽ rơi vào nhau vì mất động năng thông qua sóng hấp dẫn. Kịch bản kết thúc là một lỗ đen khổng lồ duy nhất quay cực nhanh (khiến cho việc ước tính nhiệt độ trở nên khó khăn hơn). Có thể hình dung rằng tại một thời điểm nào đó trong quá trình này, bức xạ nền sẽ trở nên lạnh hơn so với (các) lỗ đen để cuối cùng các lỗ đen khổng lồ hơn thực sự bắt đầu bay hơi. Rất rất rất rất chậm mặc dù.

Sự bốc hơi của các lỗ đen siêu lớn sẽ mất hàng tỷ năm và do đó lực hấp dẫn sẽ bị suy yếu trong một khoảng thời gian rất dài. Điều này sẽ dẫn đến việc mở rộng thiên hà và tất cả các hệ sao và khí sẽ lan rộng trong vũ trụ. Nhưng bức xạ Hawking là quá trình rất chậm, thậm chí có thể đến thời điểm đó, tất cả nhiên liệu của các ngôi sao sẽ bị đốt cháy (hydro) dẫn đến bóng tối hoàn toàn.