В центре нашей галактики находится черная дыра. Это утверждение рассматривается как основная гипотеза объясняющая наблюдение за движением звезд в районе центра нашей галактики. Более подробное описание есть в Википедии. Примерно вот так выглядит движение звезд:
Попробуем разобраться, должна ли там быть черная дыра.
Есть наблюдаемое движение звезд в районе центра нашей галактики, вот одно из видео:
Положим, что у нас есть много массивных объектов, например звезд, расположенных примерно по кругу:
Вопрос: где расположен центр масс этой системы?
Правильно, он расположен примерно в центре. Полагая, что звезды имеют разные массы, можем утверждать что он не точно в геометрическом центре. Но, полагая что звезд довольно много и их массы размещены относительно равномерно, можем утверждать, что центр масс это точка примерно где-то в геометрическом центре их скопления.
Поднимем градус. Положим, что в стороне расположена еще одна звезда. К чему она будет притягиваться?
Правильно, к центру масс. И общее движение будет просто обычным кеплеровским вокруг этого самого центра масс.
В действительности, конечно, в центре кольца, как оно было использовано в иллюстрации, не будет никакого потенциала, поскольку притяжение будет происходить в разные стороны. Для галактики более близкая модель - это диск. График гравитационного потенциала однородного тонкого массивного диска в его плоскости выглядит так:
Это иллюстрация из статьи в Википедии Скалярный потенциал. В центре диска потенциал максимальный, и он не сингулярный.
Так нужна ли черная дыра в центре галактики для объяснения такого движения звезд вокруг ее центра?
Впрочем, ответ может дать точное измерение орбит звезд вокруг центра галактики. Нужно определить насколько они эллиптичны и отклонения от эллиптичности, поскольку потенциал плоского диска отличается от потенциала точечной массы. Любопытно, что орбиты звезд расположенные в плоскости галактики и перпендикулярно ей могут показывать как-бы разную массу этого центра. Орбиты лежащие практически в плоскости галактики будут оборачиваться вокруг как-бы слабого источника, а лежащие перпендикулярно вокруг как-бы гораздо более сильного притягивающего центра. Это вызвано тем что потенциальное поле диска в его центре выглядит иначе чем поле точечного источника.
Есть наблюдаемое движение звезд в районе центра нашей галактики, вот одно из видео:
Положим, что у нас есть много массивных объектов, например звезд, расположенных примерно по кругу:
Правильно, он расположен примерно в центре. Полагая, что звезды имеют разные массы, можем утверждать что он не точно в геометрическом центре. Но, полагая что звезд довольно много и их массы размещены относительно равномерно, можем утверждать, что центр масс это точка примерно где-то в геометрическом центре их скопления.
Поднимем градус. Положим, что в стороне расположена еще одна звезда. К чему она будет притягиваться?
Правильно, к центру масс. И общее движение будет просто обычным кеплеровским вокруг этого самого центра масс.
В действительности, конечно, в центре кольца, как оно было использовано в иллюстрации, не будет никакого потенциала, поскольку притяжение будет происходить в разные стороны. Для галактики более близкая модель - это диск. График гравитационного потенциала однородного тонкого массивного диска в его плоскости выглядит так:
Так нужна ли черная дыра в центре галактики для объяснения такого движения звезд вокруг ее центра?
Впрочем, ответ может дать точное измерение орбит звезд вокруг центра галактики. Нужно определить насколько они эллиптичны и отклонения от эллиптичности, поскольку потенциал плоского диска отличается от потенциала точечной массы. Любопытно, что орбиты звезд расположенные в плоскости галактики и перпендикулярно ей могут показывать как-бы разную массу этого центра. Орбиты лежащие практически в плоскости галактики будут оборачиваться вокруг как-бы слабого источника, а лежащие перпендикулярно вокруг как-бы гораздо более сильного притягивающего центра. Это вызвано тем что потенциальное поле диска в его центре выглядит иначе чем поле точечного источника.
Комментариев нет:
Отправить комментарий