Apakah semua galaksi memiliki lubang hitam di tengahnya?

Apakah saya akan benar jika saya menyatakan bahwa semua galaksi memiliki lubang hitam di tengahnya? Karena galaksi lain mengorbit di sekitar titik pusat di galaksi - barycenter, kan? - Saya kira pada titik ini pasti ada tarikan gravitasi yang gila. Lubang hitam mana yang bisa dibuat, kan?

(Jika ini agak kabur, tolong beri tahu saya agar saya dapat mengklarifikasi!)
Saya seorang pemula yang sepenuhnya untuk astronomi secara umum, sangat menyesal jika pertanyaan ini tidak masuk akal sama sekali.

black-hole galaxy galaxy-center Kue Masa Depan
sumber

Mengapa Anda mengatakan bahwa itu "harus memiliki tarikan gravitasi yang gila"? Barang-barang mengorbit barycenter karena itu adalah pusat massa, itu tidak harus menjadi konsentrasi massa yang besar. FWIW, untuk galaksi dengan BH pusat, massa BH itu adalah sebagian kecil dari massa seluruh galaksi. Bukan berarti BH mendominasi struktur gravitasi galaksi, meskipun tentu saja ia memiliki efek yang cukup besar di sekitar BH.

PM 2Ring

Di mana lubang hitam di tengah setiap sistem biner yang membuat bintang-bintang mengorbit barycenter? Massa bintang-bintang lebih dari cukup, Anda tidak perlu mereka mengorbit sesuatu yang lain. Memecahkan untuk sistem bintang biner, dan Anda akan melihat mekanisme yang sama masih bekerja untuk n-body.

Luaan

@ PM2Ring: Walaupun itu adalah hasil fisik yang cukup terkenal, ia mengabaikan pertanyaan mendasar: Apakah semua massa itu terkonsentrasi di galaksi tanpa lubang hitam? Atau apakah lubang hitam penting untuk pembentukan permulaan dan pengelompokannya menjadi sebuah galaksi?

MSalters

@MSalters Tentu, lubang hitam pusat mungkin penting dalam pembentukan galaksi, tapi saya tidak melihat bagaimana mereka relevan dengan pembentukan bintang. Dan kemudian Anda harus menjelaskan galaksi spiral tanpa BH pusat. Apakah mereka kehilangan BH mereka, misalnya dalam tabrakan? Jika demikian, bagaimana mereka dapat mempertahankan struktur spiral mereka? FWIW, kami masih belum memiliki teori yang bagus untuk menjelaskan bagaimana BH yang sangat masif begitu masif. Saya menduga bahwa kita perlu belajar lebih banyak tentang peran materi gelap untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini dengan benar.

PM 2Ring

@AndrewMorton Jika Anda hanya memperhitungkan gravitasi dan mengabaikan gelombang gravitasi, tidak - orbitnya stabil. Sistem yang sebenarnya lebih rumit, karena bintang-bintang tidak inert, bola yang padat sempurna - misalnya, mereka kehilangan banyak massa karena angin matahari, misalnya. Saya tidak yakin, tetapi saya berpikir bahwa bintang-bintang biner deret utama sebenarnya perlahan-lahan memperluas orbitnya ketika massa orbit berkurang. Itu menjadi jauh lebih rumit setelah Anda menambahkan hal-hal seperti evolusi matahari, tentu saja, tetapi hal "berputar turun ke tengah" memerlukan beberapa cara kehilangan sejumlah besar energi orbital.

Luaan

Jawaban:

Jawabannya di sini tentu tidak. Banyak galaksi kerdil (mis. Awan Magellan ) tidak mengandung lubang hitam supermasif, meskipun beberapa mungkin mengandung lubang hitam massa menengah kurang masif ( Mezcua et al. 2018 ). Karena mereka adalah jenis galaksi yang paling banyak di alam semesta, sangat mungkin bahwa sebagian besar galaksi, pada kenyataannya, tidak mengandung lubang hitam supermasif. Ini seharusnya tidak terlalu mengejutkan; jika teori bottom-up pembentukan lubang hitam supermasif benar, banyak lubang hitam menengah-massa harus bergabung untuk membentuk yang besar. Galaksi kerdil tidak akan memiliki (atau bisa membentuk) populasi yang diperlukan, dalam banyak kasus.

Yang mengatakan, sejumlah galaksi kerdil telah diamati menjadi tuan rumah lubang hitam supermasif (terutama termasuk M60-UCD1 dan Hen 2-10 , antara lain). Ini telah memberikan, dan terus memberikan, wawasan tentang pembentukan dan evolusi galaksi bermassa rendah.

Beberapa pengguna di sini juga telah mengidentifikasi beberapa galaksi besar tanpa lubang hitam supermasif, termasuk M33 dan A2261-BCG . Yang pertama memiliki tonjolan, tetapi dispersi kecepatan bintang pusat rendah, menyiratkan tidak ada lubang hitam pada intinya ( Merritt et al. 2001 ), dengan asumsi parameter yang diperlukan diketahui cukup baik. Dalam A2261-BCG, mungkin saja satu atau lebih lubang hitam supermasif pusat dikeluarkan , meninggalkan inti "bengkak" tanpa lubang hitam. Ingatlah, tentu saja, bahwa ini hanya satu penjelasan yang mungkin untuk distribusi bintang yang diamati dalam A2261-BCG.

Secara umum, lubang hitam supermasif pusat tidak mempengaruhi kinematika skala besar bintang dan gas di dalam galaksi. Kebanyakan lubang hitam supermasif jauh lebih kecil daripada galaksi inangnya; Saya percaya Sag A *, di pusat Bima Sakti, berada di urutan sekitar 0,001% dari total massa galaksi. Bahkan elips besar seperti NGC 4889 memiliki lubang hitam sekitar 0,1% dari total massa mereka. Sejauh yang saya tahu, kurcaci ultra-kompak memiliki rasio massa black-hole-to-galaxy tertinggi, dengan contoh ekstrem adalah M60-UCD1 yang disebutkan sebelumnya.

HDE 226868
sumber

Gagasan SMBH yang dikeluarkan adalah sesuatu yang menarik, mengingat bahwa ini akan menyiratkan benda-benda seperti itu yang berkeliaran di antara galaksi-galaksi akan sedikit peluang terdeteksi.

Michael

@Michael Pasti prospek yang menarik. Yang mengatakan, inti galaksi aktif yang dikeluarkan masih dapat dideteksi, karena mereka biasanya jauh lebih bercahaya daripada galaksi inangnya, dan karena mereka harus dapat mempertahankan disk akresi untuk beberapa waktu pasca-pengeluaran. HE0450-2958 mungkin merupakan AGN yang terlontar (meskipun interpretasi quasar yang telanjang tidak diterima dengan baik), dan SDSS J0927 + 2943 dan 3C 186 adalah AGN yang kemungkinan telah dikeluarkan, tetapi masih dapat dideteksi.

HDE 226868

Perlu dicatat bahwa posting asli tidak bertanya tentang lubang hitam supermasif . Lubang hitam tua biasa saja. Apakah kita bermaksud mengatakan bahwa tidak ada lubang hitam di pusat awan Magellan?

S. Imp

Secara umum diasumsikan bahwa sebagian besar galaksi memiliki lubang hitam di pusatnya. Ada galaksi-galaksi yang kami deteksi yang tampaknya tidak memiliki lubang hitam, jadi itu bukan persyaratan yang diperlukan atau penemuan yang dijamin dalam setiap kasus.

Dalam kasus tanpa lubang hitam, telah dipostulatkan bahwa gravitasi bintang dan gas yang digabungkan cukup untuk menyatukan galaksi.

Kyle
sumber

Bahkan dalam galaksi dengan lubang hitam tengah, gravitasi bintang-bintang dan gas (dan materi gelap) sudah cukup untuk menyatukannya; lubang hitam hampir selalu merupakan sebagian kecil dari total. (Misalnya, lubang hitam pusat Bimasakti adalah sekitar seperseribu dari massa gabungan bintang-bintang Bimasakti).

Peter Erwin

Beberapa referensi akan menyenangkan.

pela

Batas atas 1500 massa matahari pada setiap kemungkinan BH di pusat M33: iopscience.iop.org/article/10.1086/323481/meta

Peter Erwin

@TED Analogi itu tidak berhasil, karena kita tahu bahwa lubang hitam di pusat galaksi hanyalah sebagian kecil dari massa seluruh galaksi. Di sisi lain, sistem planet mungkin benar-benar didominasi oleh massa bintang (s) - dan tata surya kita sudah jauh lebih masif daripada kebanyakan sistem bintang. Tentu saja, pengamatan kami terhadap sistem planet lain masih sangat terbatas, jadi mungkin ada beberapa kejutan. Tapi kami sudah tahu Anda dapat memiliki "sistem planet" yang rumit tanpa bintang - lihat saja Jupiter atau Saturnus.

Luaan

Saya pikir sebagian besar galaksi - galaksi kerdil, tidak memiliki lubang hitam.

Rob Jeffries