¿Los agujeros negros supermasivos consumirán sus galaxias?

¿La galaxia de la Vía Láctea será consumida por su agujero negro supermasivo?

No en un plazo razonable de billones de años, o miles de veces la edad actual del universo observable.

Creo que la pregunta no comprende la naturaleza de la gravedad y los agujeros negros. Desde una distancia mayor que unas pocas veces su radio de Schwarzschild, un agujero negro se comporta casi exactamente como una materia normal de masa similar.

El agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, Sagitario A *, es aproximadamente 4 millones de veces la masa del Sol con un radio Schwarzschild de aproximadamente 12 millones de kilómetros (menos de una doceava parte del radio orbital de la Tierra). Esto puede parecer mucha masa, pero la masa total de la Vía Láctea es aproximadamente 250,000 veces mayor. Las estrellas en el núcleo de la galaxia tienen mucha más influencia en la órbita del Sol que el agujero negro supermasivo.

En segundo lugar, la gravedad en su mayor parte hace que las cosas se orbitan entre sí en lugar de chocar entre sí. Incluso los objetos supermasivos no “absorben cosas” solo por gravedad. Sagitario A * tiene una tasa de acreción estimada de aproximadamente 1/10 000 de la masa del Sol por año. Eso es suficiente para causar algunos efectos interesantes, pero no es suficiente para consumir toda la galaxia en un plazo razonable.

Muchos otros efectos, como la fusión con la galaxia de Andrómeda en apenas cuatro mil millones de años, tendrán lugar mucho antes de que los agujeros negros supermasivos en los centros de cualquiera de las galaxias hagan algo dramático. Puede ser interesante especular qué sucede cuando esos dos agujeros negros se fusionan, pero ni siquiera estamos seguros de la física involucrada en tales interacciones.

En realidad, los agujeros negros no son realmente cosas que solo tragan objetos aleatorios en el universo. Para responder esta pregunta técnicamente, necesita comprender un poco el concepto de Astrodinámica.

Tomemos un ejemplo simple al principio. Todos sabemos que la Tierra gira alrededor del sol. Aquí hay un diagrama de nuestro sistema solar a escala.

El sol está visiblemente más cerca de la Tierra, unas pocas veces que Júpiter o cualquier otro planeta exterior. Pero en realidad, si desea enviar una nave espacial, solo para estrellarse contra el sol, necesitará más energía que hacer un viaje a Júpiter y volver a casa.

¡Sí, oíste bien! La tierra gira alrededor del sol a alrededor de 30 km / segundo, que es casi igual a 107,000 km / hora. Para chocar contra el sol, o incluso para mover su nave espacial cerca del sol, necesita disminuir y / o detener esta velocidad tangencial de la nave espacial, que se adquiere automáticamente debido a que está en la Tierra. Para disminuir y / o detener una velocidad de 107,000 km / hora, necesitará mucha más energía de la que requiere ir a Neptuno. Esta es la razón por la cual la NASA usa asistencias gravitacionales de Júpiter para enviar una nave espacial a Neptuno.

Entonces, para responder a su pregunta relacionada con el agujero negro, permítame presentarle la imagen de posibles trayectorias de objetos cerca de este hipotético agujero negro. Como puede ver, la trayectoria de la velocidad tangencial cero a +/- 7M se abre paso en el horizonte de eventos externo. Todas las demás trayectorias recibirán tirachinas a altas velocidades lejos del agujero negro.

Entonces, la respuesta es “NO”, los agujeros negros supermasivos no se comerán sus galaxias.

Actualizado (Conceptos básicos de las ayudas por gravedad):

Para comprender aún más el concepto de gravedad, considere esta imagen que demuestra el movimiento de un planeta. Para acelerar una nave espacial, la nave espacial necesita volar a lo largo del movimiento del planeta y obtener una pequeña porción de su energía orbital (trayectoria verde) y para desacelerar, la nave espacial debe volar en dirección opuesta a la dirección del planeta.

Lo mismo se aplica a Júpiter. Cuanto más cerca esté su distancia de acercamiento de Júpiter, más ganará / perderá su velocidad. Luego, el impulso de aproximación lo alejará de Júpiter. En caso de vuelos espaciales tripulados a otros planetas, este concepto podría no usarse, ya que lleva más tiempo, lo que no siempre es bueno cuando se trata de transportar seres humanos. Pero en caso de vuelos espaciales no tripulados, viene con formas eficientes de enviar naves espaciales a planetas o asteroides exteriores distantes oa planetas interiores como Mercurio o Venus. Nos lleva desacelerar 30 km / s para alcanzar el sol y 11 km / s para abandonar el sistema solar. Sí, se necesita más aceleración para golpear el sol que para ir a otras estrellas. Cuanto más te acercas a un objeto, mayor es su campo gravitacional y más pequeña y rápida se vuelve tu órbita a su alrededor.

Esto significa que es más difícil chocar contra el sol desde Mercurio (48 km / s) que desde Plutón (4,7 km / s). Por esta razón, es mucho más económico ir primero a Júpiter (13.07 km / s) y contrarrestar la lenta velocidad orbital y luego chocar contra el sol. Esta es la razón por la cual la NASA decidió ir a Júpiter por primera vez en 2005 durante su misión Solar Probe Plus y reducir la velocidad y acercarse al sol. (En última instancia, se utilizaron asistencias de vuelo repetidas de Venus para el trabajo)

Las siguientes naves espaciales hicieron un uso notable de las ayudas por gravedad:

1. Marinero 10 (1974)
2. Voyager 1 (1977) – 19.5 billones de km
3. Voyager 2 (1977) – 16,2 mil millones de km
4. Galileo (1989)
5. Cassini (1977)
6. Mensajero (2004)
7. Rosetta (2004) – 24,000 km
8. Nuevos horizontes (2006) – 5 mil millones de km