銀心黑洞才四百萬倍太陽質量,它怎麼讓上千億恆星圍繞它公轉的?

2020-11-23 星辰大海路上的種花家

銀心黑洞才四百萬倍太陽質量,它怎麼能束縛住銀河系上千億恆星運動的?

以太陽係為例,太陽系的質心太陽佔了整個太陽系總質量的99.86%以上,剩下0.14%的物質形成行星圍繞太陽公轉,這絕對沒有毛病,因為太陽是太陽系中具有絕對控股權的超級超級大股東,所以一幫小弟乖乖跟著太陽沒日沒夜的在銀河系中趕路!

銀河系的總質量約為太陽的5000-10000億倍,但銀心黑洞只有太陽的400萬倍,只有整個銀河系的1%%%-0.04%%,這和絕對控股的太陽比較反差實在是太大了,那麼一個儘管質量巨大但比例微不足道的銀心黑洞是如何HOLD住有著數千億顆恆星的銀河系的?也許有如下幾個方面

一、銀心黑洞的超大質量;

二、不要忽視核球的質量效應;

三、看不見的暗物質骨架作用;

我們來一一解釋這些關鍵因素:

首先是銀心黑洞本身的巨大質量效應

銀心質量高達太陽的400萬倍,因此它可以在很遠的距離內捕獲恆星,將一大幫小弟約束在自己的周圍!

上圖是直接圍繞銀心黑洞公轉數十顆核球中心的恆星群,從公轉周期十幾年到數十年上百年不等!

在上圖的時間跨度裡,至少有兩顆恆星已經完成了公轉一周的任務,當然這只是極度接近黑洞的中心死亡區域公轉的恆星,您不要指望這些恆星周圍有行星能誕生生命,即使有行星會很容易被黑洞捕獲,更會被銀心黑洞的超強X射線時刻死亡掃描!

其次是助力銀心黑洞引力的核球請不要忘記

在銀河系中心有一個恆星高度密集的星系核(恆星間距約1萬天文單位,太陽附近最近的恆星距離27萬天文單位),整個核球長4-5千秒差距,厚約4千秒差距(一秒差距約為3.26光年),其佔了整個銀河系約5%的質量!

上圖是由歐空局蓋婭衛星測量了銀河係數十億顆恆星後建立的銀河系3D模型,各位可以清晰的看到銀心核球的形狀與恆星大致分布!但由於銀盤面塵埃帶遮擋,還有很多恆星是無法看到的!因此銀河系各個懸臂上的恆星圍繞銀心公轉時受到的引力不僅是來自銀心黑洞,還有銀心核球以及恆星軌道靠近銀心方向的恆星質量疊加效應!

最後請不要遺漏了暗物質的骨架作用

據天文學家測算,即使以銀心黑洞以及核球與其他恆星的質量疊加效應,仍然不足以HOLD住星系邊緣飛奔的恆星,因為根據這些顯物質的質量計算,這些恆星早已超過了銀河系的逃逸速度!

儘管暗物質正式概念在上世紀八十年代才通過觀測背景星系團時的引力透鏡效應,以及星系和星團中熾熱氣體的溫度分布,另外也有宇宙微波背景輻射的各向異性佐證後才被正式確立,但天文學家卡普坦早在二十年代時就通過觀測星系的系統運動間接推算出可能存在我們看不見的物質!因此天文學家有相當的理由認為在星系中肯定有我們看不見的「暗物質」在起著骨架作用,避免星系在高速公轉過程中分崩離析!當然關於暗物質的歷程我們按下不表,各位了解暗物質在銀河系的天體公轉中起著相當關鍵的作用即可!

來自澳大利亞的科學家推算出銀河系中暗物質的總質量高達8000億倍,這幾乎相當於另一個銀河系的質量!以此質量計算,假如要從銀河系中逃逸,那麼速度不是早先計算的每秒240KM+120KM,而是高達每秒550KM以上!無論是前者還是後者,我們都無法達到,所以還是埋頭發展宇航技術吧!

所以單獨依靠銀心Sgr A*是HOLD不住整個銀河系的,它有一幫小弟的協助,還有個看不見的影子幫手,依靠它們的不遺餘力撕裂了大犬座矮星系,讓它成了銀河系的腰帶還繞了三圈,也捕獲人馬座的矮橢球星系,撕扯到只剩下一個星系核,星系其餘部分也成了銀河系的第二根腰帶!甚至遠在16和19萬光年以外的大小麥哲倫星系也未能置身事外,未來的大小麥哲倫星系就將成為銀河系的一部分!

相關焦點

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  • 光速8%的恆星,卻無法逃離,人類將見證它被吞噬!
    地球繞著太陽公轉的速度大約是每秒30千米/秒,大約是光速的萬分之一,水星公轉的速度則快一點,速度大約是47.9千米/秒,而太陽系繞銀心速度則是240千米/秒,銀河系則以600-800千米/秒的速度奔向巨引源!
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  • 法科學家稱:銀心黑洞正甦醒過來,物質吞噬量是之前3倍!
    關於銀心黑洞Sgr A*銀心黑洞Sgr A*黑洞最早在1974年就發現了,但一直不知道它的具體質量,而黑洞又無法直接觀測的,所以馬克斯·普朗克地外物理學研究所的Rainer Schdel帶領的團隊觀測了一顆圍繞這個看不見的黑洞運行的S2恆星達十年之久,到2002年時根據其軌道數據計算,Sgr A*黑洞的質量為260 ± 20萬倍太陽質量,後期更多的觀測後修正太陽的400萬倍
  • 宇宙中最「痴情」的恆星,圍繞著黑洞周轉,明知被吞噬也義無反顧
    在銀河系的中心,存在著一個超大質量黑洞,這個黑洞操控著銀河系內的一切,銀河系之中的各類天體,都圍繞著它運行。 它圍繞銀河系中心黑洞公轉的速度,已經達到了光速的3%,而且只需要15.9年,就可以圍繞銀河系中心黑洞轉上一圈。
  • 法科學家稱:銀心黑洞正在甦醒,開始以此前3倍速度吞噬物質!
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  • 它圍繞太陽公轉嗎?
    黑洞按質量大小不同可以分為好幾種,大質量恆星死亡後形成的是恆星質量黑洞,銀河系中央的人馬座A*是一個超大質量黑洞,還有一種小黑洞名叫「原初黑洞」。「原初黑洞」是一種古老而神秘的黑洞,它們最早形成於宇宙誕生初期。
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  • 太陽圍繞銀河系公轉,銀河系又圍繞誰公轉?公轉時間需要多久?
    太陽圍繞銀河系公轉,那銀河系又圍繞誰公轉?公轉時間需要多久?宇宙中的天體按照規律持續運轉,雖然宇宙中天體質量各不不同,但它們都在引力的作用下圍繞著其它天體進行公轉,比如地球一直在圍繞著太陽公轉,而月球則圍繞地球進行公轉,不同星體公轉時間不同。太陽在圍繞銀河系運動,不過太陽公轉一圈時間較長大約需要2.5億年,這讓大家不得不懷疑,難道銀河系就不會圍繞其他星系進行公轉嗎?
  • 恆星在主序期之後,圍繞它運行的行星會是怎樣的命運?
    行星之所以能夠成為行星,必須要以一定的恆星作為中心,在恆星引力的束縛之下圍繞著它做周期性的運行。除非受到別的大質量行星撞擊、或者恆星突然消失這些機率非常小的事件影響,行星會成為漂移於宇宙空間中的流浪星球,直到重新找到新的家園。
  • 太陽圍繞著銀河系公轉,那麼銀河系是圍繞什麼來進行公轉的?
    ,所以月球圍繞地球公轉,同理,地球圍繞太陽進行公轉,太陽圍繞銀河系公轉,如果這些天體不遵循這個法則,那麼結局只有一個,那就是走向毀滅的道路。 在我們所熟悉的宇宙面貌中,月球圍繞地球轉,地球圍繞太陽轉,太陽又圍繞銀河系轉,那麼銀河系會圍繞著誰旋轉呢
  • 地球繞著太陽轉周期一年,那太陽圍繞什麼轉?公轉周期又是多久?
    地球繞著太陽轉周期一年,那太陽圍繞什麼轉?公轉周期又是多久?古時候人們認為,所有事物都是圍繞著地球來轉動的,一直到哥白尼提出「日心說」之後,人們才逐漸認識到地球與太陽之間的關係,從而也知道了地球除了自轉外,同時也還圍繞著太陽轉的,並認為太陽才是宇宙的中心。
  • 天王星—「躺著」圍繞太陽公轉
    天王星—「躺著」圍繞太陽公轉天王星是位於土星之外第一顆被發現的星體,被發現於1781年,它的發現過程也一度引起了整個世界的震動,改變了普遍的大眾認識。天王星(Uranus),為太陽系八大行星之一,是太陽系由內向外的第七顆行星(18.37~20.08天文單位),其體積在太陽系中排名第三(比海王星大),質量排名第四(小於海王星),幾乎橫躺著圍繞太陽公轉。天王星大氣的主要成分是氫、氦和甲烷。
  • 地球圍繞太陽公轉一周為一年,太陽圍繞銀河系公轉一周是多久?
    凡是圍繞太陽運動的星球都會受到太陽引力的作用,這股引力同時充當向心力,防止星球在繞轉的時候飛出太陽系。從公式上看,太陽引力主要和太陽的質量、星球的質量以及兩者之間的距離有關。因此並不是說靠太陽越近受到的引力就越大,這還與兩者的質量有關,從而可以計算出星球公轉的周期。
  • 比鄰星,是距離我們太陽最近的恆星,那麼它到底有多大?
    比鄰星與半人馬座α星A、B雙星系統相距約13000天文單位(AU),約為五分之一光年,如果比鄰星受到了半人馬座雙星系統的引力束縛的話,那麼它應當具有一個周期約為50萬年的公轉軌道,然而Anosova等人(1994)的研究表明,比鄰星圍繞半人馬座α星A、B雙星系統做雙曲線運動。
  • 多大質量的恆星才能坍縮成65億倍太陽質量的M87*黑洞?
    M87星系中央的黑洞在宇宙中也算是超大型黑洞了,質量達到了太陽的65億倍,每天吞噬的物質質量相當於90個地球,10年即可吞噬掉一個太陽!按此計算65億倍的太陽質量需要650億年才能長成?而且生成初期成長時還沒那麼大質量可以吞噬!
  • 地球圍繞太陽轉,太陽繞著誰在轉?科學家:超級黑洞!
    眾所周知,在宇宙中,所有的天體都會圍繞著某個質量中心旋轉,像我們所熟知的月亮一樣,環繞地球運動,而地球一直在圍繞太陽作自轉和公轉。那你知道,我們的太陽一直在圍繞什麼轉的嗎?科學家表示,兩個天體的旋轉會有一個質心,由於地球的質量遠大於月球,所以他們的質心就在地球之內,靠近地心。所以我們才會認為月球繞著地球轉到太陽系,雖然只有一顆恆心,但他自己就佔了太陽系的99.8%,所以它和地球的質心在太陽之內。我們也就認為地球繞太陽轉。
  • 刷新認知:一顆巨行星圍繞比它更小的天體運行!
    WD 1856星系大行星為什麼能繞著比它小很多的天體運行?其實這顆編號為WD 1856的白矮星,可不是普通天體,而是恆星的屍體。這種天體是怎麼誕生的呢?大約在8-10倍太陽質量以內的恆星,演化到晚期時,會經歷幾個過程,首先是由於內核溫度上升,燃燒速度增加,恆星會膨脹!
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