¿Cómo es la curva de rotación de velocidad de nuestra galaxia cerca del agujero negro supermasivo?

A2A.

Esta es en realidad la parte más simple de la curva de rotación para modelar. Resulta que cerca de un agujero negro supermasivo (SMBH), puede hacer una buena aproximación, descuidar todo excepto el SMBH mismo, y puede suponer que toda la masa está en el punto. Además, también puede descuidar los efectos relativistas, siempre y cuando esté fuera del radio de Schwarzschild de SMBH. Dado que la fuerza centrípeta de un objeto debe ser exactamente igual y opuesta a la fuerza gravitacional que lo empuja hacia el centro galáctico, puede calcular esto matemáticamente como:

[matemáticas] mv ^ 2 / R = GMm / R ^ 2 [/ matemáticas]

Donde el lado izquierdo es la fuerza centrípeta, y el lado derecho es la fuerza gravitacional. Marcamos [matemática] v [/ matemática] como la velocidad de la estrella, [matemática] R [/ matemática] como la distancia del objeto al centro de masa, [matemática] G [/ matemática] como la constante gravitacional, [matemática ] m [/ math] como la masa del objeto, y [math] M [/ math] como la masa SMBH. Después de una pequeña reorganización algebraica, le da la curva de rotación (casi) exacta de:

[matemáticas] v (R) = \ sqrt {GM / R} [/ matemáticas]

Cuando las personas se refieren a la curva de rotación de galaxias, generalmente miran la estructura de velocidad a gran escala. Dado que el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea es ~ 4 * 10 ^ 6 masas solares [Agujero negro supermasivo – Wikipedia] y la Vía Láctea es ~ 10 ^ 12 masas solares [Vía Láctea – Wikipedia] no está haciendo un pico notable en el distribución de velocidad a gran escala.

Entonces estamos hablando de un rango gravitacional efectivo. Parece ser unos cientos de unidades astronómicas (algunas veces la distancia a nuestro cinturón de Kuiper) [Sgr A * – El agujero negro supermasivo en la Vía Láctea].

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