Qu'y a-t-il au centre de la voie lactée? Dans cet article, il est dit qu'un trou noir supermassif se trouve au centre de la galaxie de la voie lactée.

En son centre, entouré de 200 à 400 milliards d'étoiles et indétectable à l'œil humain et par des mesures directes, se trouve un trou noir supermassif appelé Sagittaire A *, ou Sgr A * pour faire court. La Voie lactée a la forme d'une spirale et tourne autour de son centre, avec de longs bras enroulés entourant un disque légèrement bombé. C'est sur l'un de ces bras près du centre que se trouvent le soleil et la Terre. Les scientifiques estiment que le centre galactique et Sgr A * sont à environ 25 000 à 28 000 années-lumière de nous. La galaxie entière mesure environ 100 000 années-lumière.

Nous tournons autour du centre tous les 250 millions d'années et nous tournons probablement la beacuse de la BH.

Quand le trou noir mourra dans notre galaxie, serons-nous jetés hors de l'orbite tournante?

La forme de la galaxie devrait changer à droite? Ce sera une forme irrégulière non sphérique?

Vraisemblablement, nous tournons à cause de la BH.

Non. La galaxie est tenue en un seul morceau en raison de sa propre gravité totale. Le trou noir n'est qu'une petite fraction de cela. Fondamentalement, le BH n'a pas d'importance.

Quand le trou noir meurt dans notre galaxie

Le BH sera probablement la dernière chose qui restera de notre galaxie à la fin. Et même alors, il lui faudra un temps incroyablement long pour s'évaporer. L'évaporation du BH pour les très grands BH est fondamentalement le processus le plus lent que vous puissiez imaginer.

Ce sera une forme irrégulière non sphérique?

La galaxie n'est pas sphérique. Sa forme ressemble plutôt à un disque rond (avec quelques irrégularités et certaines caractéristiques comme les bras, etc.).

Réponse: pas beaucoup

Le trou noir central (BH) de la Voie lactée masse environ 5 millions de soleils, tandis que la galaxie masse 100 milliards à un billion de soleils. Par conséquent, le BH central est à peu près sans rapport avec la dynamique des orbites stellaires, sauf très près du centre.

Mais que voulez-vous dire par "le trou noir meurt"? Voulez-vous dire s'évapore par rayonnement Hawking? (C'est le seul processus que nous connaissons qui puisse éliminer un BH, et il est si lent que la galaxie aura depuis longtemps disparu avant que le trou noir central ne s'évapore.)

Il ne reste absolument rien.

On dit que le temps d'évaporation des trous noirs stellaires dépasse la demi-vie du proton. Combien plus les trous noirs galactiques. Et en passant, cette fois-ci est actuellement en augmentation car même les trous noirs stellaires se développent actuellement à partir du seul rayonnement de fond cosmique.

L'univers doit passer par la phase intermédiaire des trous noirs et de l'espace vide avant que cela ne se produise.

Pour répondre à cela, regardons les prochains milliards / trillions / quadrillions /? ans, et avoir une idée de la taille de notre galaxie et de son trou noir central.

La première chose qui se produit en rapport avec votre question, c'est que notre galaxie et Andromède entrent en collision et fusionnent. Cela se produit dans quelques milliards d'années. Lorsque les galaxies fusionnent, la galaxie combinée existe, mais peut avoir une forme différente, des trous noirs centraux fusionnés et des étoiles (ou dans certains cas même un ou les deux trous noirs) peuvent être projetés hors de la galaxie combinée. Mais la galaxie durera, sous une forme ou une autre.

C'est parce qu'une galaxie n'est pas maintenue par son trou noir central.

Un sens de l'échelle: la masse

Dans notre galaxie, la BH centrale a une masse d'environ 4 à 4,5 millions de soleils .

Une plus grande partie est constituée des étoiles, du gaz et d'autres matières baryoniques ordinaires (quelques centaines de milliards d'étoiles, bien que beaucoup soient des naines rouges et plus petites que notre soleil). La matière ordinaire est estimée à environ 600 milliards de soleils , soit environ 150 000 fois la masse du trou noir central.

Mais la plus grande partie est la matière noire. Expliqué simplement, même en tenant compte de toute la masse ci-dessus, la galaxie ne serait toujours pas assez massive pour tourner comme elle le fait. Les calculs montrent qu'environ 85% de toute la matière dans notre galaxie est de la "matière noire" - un type de matière qui n'est pas faite d'atomes ordinaires, mais qui est soupçonnée d'être constituée de particules qui ne peuvent pas interagir beaucoup sauf par gravité (donc nous ne pouvons pas le détecter par rayonnement, il ne forme pas de planètes, d'étoiles ou de trous noirs, etc.). La matière noire représenterait environ 3,5 billions de soleils , soit environ 850 000 fois la masse de la BH centrale.

Ainsi, la masse totale (matière ordinaire + matière noire) est d'environ 4 billions de soleils, soit environ un million de fois la masse du trou noir central .

Un sens de l'échelle: diamètre

Compte tenu de la taille plutôt que de la masse, le BH central est peut-être la taille de l'orbite d'Uranus (environ 12 heures-lumière de diamètre ).

La galaxie visible a un diamètre d' environ 100 000 années- lumière , soit environ 70 millions de fois la taille de BH.

L'étendue du halo de matière noire est moins certaine (et a moins d'un bord défini), mais selon la recherche qui est juste, peut s'étendre entre 500 000 et 1 million d'années-lumière de diamètre , ou quelque chose dans ce sens (de mémoire), ou un peu moins d'un demi-milliard de fois la taille de la BH.

Résumé

Le BH central contient environ un millionième (0,0001%) de la masse de la galaxie et environ 2 milliardièmes (0,000000002%) de son diamètre.

Le trou noir central est donc, et étrangement, presque insignifiant en termes de structure actuelle de notre galaxie. Cela aurait pu être crucial pour la formation de la galaxie, mais c'était il y a très longtemps. Ce n'est pas la raison actuelle pour laquelle nous tournons, et ce n'est pas la raison pour laquelle nous restons en orbite galactique. Si elle disparaissait ou était éjectée demain, rien du tout ne changerait, à l'exception d'un nombre relativement restreint d'étoiles dans le centre galactique qui gravitent directement autour du BH. Nous sommes loin de là. Nous sommes dans un bras en spirale.

L'essentiel est que si le BH central disparaissait ou quittait notre galaxie, nous et nos descendants ne le remarquerions jamais, à l'exception d'un changement dans les émissions de rayons X de cette région (détectées par les radiotélescopes), et quelques très faibles étoiles dans cette région se déplaçant légèrement différemment au cours des millénaires. C'est tout.

Mais comme d'autres réponses l'expliquent, un trou noir met un temps immense à s'évaporer, donc en réalité, deux choses vont se produire:

• Sur une échelle de temps de milliards à des milliards d'années À un moment donné, la fusion de la galaxie Voie lactée / Andromède (ou une galaxie successive) conservera, fusionnera ou éjectera sa BH centrale. Cet événement ne sera pas une «fin» pour la galaxie ou les étoiles qui s'y trouvent, bien que la galaxie combinée ne soit probablement pas une forme en spirale; les galaxies fusionnées sont courantes. La galaxie combinée va s'installer et les choses vont continuer.

• À une échelle de temps au-delà de la compréhension humaine (quadrillions sur quadrillions d'années) Si notre univers existe toujours dans sa structure actuelle et que le modèle standard et la cosmologie standard sont à peu près corrects, le BH central finira par s'évaporer. Mais la galaxie (et toutes les galaxies et la plupart des matières) se seront décomposées longtemps, longtemps, bien avant que cela ne se produise.

Un trou noir macroscopique ne peut pas rétrécir tant qu'une source de rayonnement (comme les autres galaxies) est en vue. Le rayonnement Hawking est très faible; les trous noirs sont appelés noirs pour une raison. En fait, le rayonnement de Hawking est déjà dépassé par le rayonnement de fond micro-ondes cosmique seul pour les trous noirs plus lourds que la lune. Ce n'est qu'une fonction de la température: le fond de l'univers a une température de 2,72 K - pour émettre plus de rayonnement qu'il n'en absorbe, le trou noir doit être plus chaud, ce qui nécessite une masse plus petite que celle de la lune . Les trous noirs de masse solaire ont une température basse dans l'ordre de grandeur 6E-8 K. Cela signifie que même en l'absence de toute matière qu'il pourrait absorber et en l'absence de toute source spécifique de rayonnement, un trou noir massif continuerait de croître, et non de rétrécir.

Dans le cas du Sagittaire A *, il y a beaucoup de matière et de rayonnement autour, à savoir notre galaxie, qui finira par tomber dans le trou noir, si elle n'est pas perturbée pendant une période suffisamment longue. Le trou noir massif super duper résultant serait froid duper super (environ E-19K, donner ou prendre quelques ordres de grandeur) et pourrait se nourrir même à partir d'un fond de micro-ondes toujours plus frais pendant longtemps. Ce n'est que lorsque tout a été absorbé ou disparu au-delà de l'horizon des événements qu'il peut même commencer à rétrécir. Et parce qu'il fait très très froid, il rétrécira très très lentement.

Il est cependant plus probable que d'autres événements précèdent cette évaporation. Cet article décrit comment, dans un avenir lointain - disons, 100 milliards d'années - l'expansion accélérée de l'univers nous laissera bloqués sur l'île liée gravitationnellement de notre groupe local, parce que tout le reste "se dilate".

À un moment donné, les trous noirs de cette île auront absorbé toute la matière environnante jusqu'à ce qu'il ne reste que des trous noirs en orbite. Ils finiront par tomber l'un dans l'autre parce qu'ils perdent de l'énergie cinétique à cause des ondes gravitationnelles. Le scénario final est un trou noir géant unique qui tourne extrêmement rapidement (ce qui rend les estimations de température plus difficiles). Il est concevable qu'à un moment donné de ce processus, le rayonnement de fond devienne plus froid que le ou les trous noirs, de sorte que les trous noirs toujours plus massifs commencent enfin à s'évaporer. Très très très lentement cependant.

L'évaporation des trous noirs super massifs prendra des milliards d'années et donc l'attraction gravitationnelle s'affaiblira dans un très long laps de temps. Cela entraînera l'expansion de la galaxie et tout le système d'étoiles et les gaz se répandront dans l'univers. Mais le rayonnement de Hawking est un processus très lent, même il est possible que jusque-là tout le carburant des étoiles soit brûlé (hydrogène), ce qui entraîne une obscurité totale.