No es una cuestión de distancia. Es una cuestión de energía.
Permítanme tomar el ejemplo de un agujero negro de masa solar 2.8 … que atraviesa el sistema solar al 10% de la velocidad de la luz. Cubrirá una distancia equivalente al diámetro de la órbita de la Tierra en menos de tres horas. Júpiter, en menos de 15 horas.
Pero a menos que roce al Sol, es poco probable que cause un daño importante. ¿Por qué? Porque no tiene tiempo.
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Míralo desde la perspectiva del agujero negro. Recuerde, la velocidad es relativa; si flotas al lado del agujero negro, para ti es el Sistema Solar el que está llegando al 10% de la velocidad de la luz. Su energía cinética es demasiado alta para ser capturada en órbita. Incluso tan cerca del 1% de la distancia Sol-Tierra, la velocidad de escape del agujero negro es de unos 700 km / s … pero el Sistema Solar está acelerando a 30,000 km / s. Su energía cinética es mucho más que su energía potencial gravitacional (negativa) en el campo gravitacional del agujero negro, simplemente pasará indemne.
Para estar seguros, habrá pequeñas perturbaciones. Dependiendo de qué tan cerca esté un planeta del agujero negro en la aproximación más cercana, su órbita puede cambiar ligeramente. Si resulta ser la Tierra, después del “Día del Agujero Negro”, podemos encontrar que nuestro año es ahora de 364 días, o que las estaciones varían un poco más dramáticamente. Pero no pasa nada más, a menos que el agujero negro realmente se acerque tanto que interrumpa por la marea el Sol, la Tierra u otro planeta. Pero incluso entonces, probablemente nada se pondrá en órbita alrededor del agujero negro que se mueve rápidamente.
Como regla general, ser capturado en órbita requiere al menos tres cuerpos. Si toma un sistema de dos cuerpos como el Sol y un agujero negro distante, si no forman un sistema vinculado hoy, nunca formarán un sistema vinculado mañana. Esto se debe a que la energía total de este sistema de dos cuerpos (energía cinética y gravitacional combinada) es demasiado alta y, por supuesto, la energía se conserva.
Si agrega un tercer cuerpo, puede, en principio, “robar” algo de energía cinética de los dos primeros; puede ser expulsado a alta velocidad, dejando que los dos primeros cuerpos con energía cinética insuficiente para escapar. Entonces, para que el Sol forme un binario con un agujero negro, se necesita un tercer cuerpo, en la configuración orbital correcta, de modo que sea expulsado durante el encuentro del Sol con el agujero negro.
Y, por supuesto, no duele si la velocidad relativa del Sol y el agujero negro es pequeña para empezar.
En cuanto a qué tan cerca debería estar el agujero negro … no tan cerca, en realidad. Puedo imaginar fácilmente un agujero negro de masa solar 2.8 con una estrella compañera en una órbita suelta … a medida que el agujero negro se acerca al sistema solar, la estrella compañera podría tener un encuentro relativamente cercano con el Sol, con el Sol perdiendo, el compañero ganando cinética energía en el proceso en el marco de referencia del agujero negro, los dos lugares que finalmente cambian (la estrella compañera es expulsada, el Sol es capturado). Todo lo que podría suceder, por lo que sé, a varios cientos de unidades astronómicas del propio agujero negro, dejando al Sol y al agujero negro como un sistema binario suelto. Por cierto, debido a las distancias y las bajas velocidades involucradas, este proceso tomaría siglos en desarrollarse. Sin embargo, el encuentro cercano con la estrella compañera podría causar estragos en las órbitas planetarias, y la formación de un binario del agujero negro del Sol probablemente causará estragos con los objetos en el cinturón de Kuiper y la nube de Oort … lo que llevaría a unos inquietantes próximos millones de años. , con un mayor bombardeo de cometas en el sistema solar interior.
