¿Cómo es posible que haya estrellas más grandes que el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea?

Porque esas estrellas todavía tienen algo que quemar.

Las estrellas trabajan en la fusión. La energía creada por esto es lo que mantiene a cada estrella unida y separada. La gravedad es lo suficientemente fuerte como para mantenerla unida, pero la energía en la fusión es lo suficientemente fuerte como para mantenerla separada. Las grandes estrellas tienen mucho combustible. Sin embargo, cuanto más grande es una estrella, más corta es su vida. Cuando se queda sin combustible, la gravedad se hace cargo.

Sagitario A * tiene una masa de 4,31 millones de M☉ (masa solar), que corresponde a un radio de Schwarzschild de poco más de 0,085 UA (1 UA es la distancia Tierra-Sol). En radios solares eso es 18.31 R☉, mientras que hay bastantes estrellas en la Vía Láctea que son mucho más grandes que eso. Estos son algunos de los más grandes:

• UY Scuti – 1,708 R☉ / 7.94 AU
• WOH G64 – 1,635 R☉ / 7.60 AU
• RW Cephei – 1,535 R☉ / 7.14 AU
• Westerlund 1-26 – 1,530 R☉ / 7.12 AU
• V354 Cephei – 1,520 R☉ / 7.07 AU
• KY Cygni – 1,430–2,850 R☉ / 6.65–13.25 AU
• VY Canis Majoris – 1,420 R☉ / 6.60 AU

Imagen: copyright © 2017 Martin Silvertant. Todos los derechos reservados.

Entonces preguntas cómo es posible que haya estrellas más grandes que Sagitario A *. La respuesta a esta pregunta es doble:

1. Las estrellas de arriba están todas en la etapa gigante roja, donde la atmósfera exterior se expande a muchas veces el tamaño que tenía durante la etapa de secuencia principal. Entonces la densidad de estas estrellas es muy baja. UY Scuti tiene una densidad promedio de 1.98–2.83 × 10 [matemática] ^ {- 9} [/ matemática] g / cm³ (dependiendo de su masa, que se estima en 7–10 M☉). Compare eso con la densidad promedio del Sol de 1.41 g / cm³. Estas estrellas simplemente están hinchadas, mientras que los agujeros negros están muy comprimidos.
2. En el caso de un agujero negro, se supone que la materia se ha colapsado hasta un punto, por lo que, en ese sentido, por definición, todos los agujeros negros son más pequeños que incluso las estrellas de neutrones. Sin embargo, un agujero negro no se define únicamente por la singularidad, sino por su radio de Schwarzschild, que es la esfera más allá de la cual la velocidad de escape excede la velocidad de la luz. Entonces, un agujero negro se define por la masa colapsada, así como por el espacio curvo a su alrededor. Un agujero negro de masa estelar de 3 M☉ tendrá un radio de Schwarzschild de solo 8,86 km.

Para un radio de Schwarzschild que sea igual al radio del Sol, necesita un agujero negro de 235,443 M☉. Entonces, la mayoría de las estrellas son más grandes que los agujeros negros, y algunas estrellas son incluso más grandes que los agujeros negros supermasivos.

Lo primero que hay que entender es que casi toda la masa en un agujero negro se concentra en un punto infinitamente pequeño en el espacio. Desde ese punto de vista, se podría decir que todas las estrellas son más grandes que todos los agujeros negros.

En la práctica, definimos un agujero negro como la región alrededor de ese punto en el espacio en el que la velocidad de escape es tan alta que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. El borde de esa región se llama horizonte de eventos y el radio de esa región es directamente proporcional a la masa en su interior.

La masa de nuestro agujero negro galáctico es el equivalente de aproximadamente 4,3 millones de nuestros soles. Si realiza el cálculo para un cuerpo no giratorio, el radio de un agujero negro de esa masa sería inferior a una UA, la distancia entre el sol y la tierra.

Incluso nuestro pequeño sol se expandirá más allá de una UA en unos pocos miles de millones de años, por lo que no es sorprendente que muchas estrellas sean más grandes (pero mucho menos masivas) que nuestro agujero negro galáctico.

¿Más grande en qué sentido? Si quiere decir más grande por masa, entonces la respuesta es no. si te refieres a más grande por tamaño, entonces tal vez.