Закручиваются ли галактические звезды по спирали внутрь?

Все звезды в нашей галактике находятся на стабильных эллиптических орбитах вокруг галактического центра. Но не все они движутся в одном направлении с одинаковой скоростью... это означает, что между звездами существует случайное максвелловское распределение скоростей.

На самом деле это означает (как в анимации, опубликованной Crazy Buddy), хотя между звездами и центром галактики существует чистое эффективное притяжение, когда две звезды приближаются друг к другу, они проявляют своего рода силу «гравитационного сопротивления » . , которая действует как сила трения и заканчивается суммарным торможением взаимодействующих тел.

Когда звезда затем замедляется, у нее нет скорости, чтобы поддерживать свою текущую орбиту, поэтому она переместится на более близкую орбиту ближе к центру галактики. Это общий механизм того, как звезды в галактике «схлопываются» в центр.

Однако не стоит беспокоиться о том, что вы упадете в какие-либо (гипотетические) сверхмассивные черные дыры. Любой из этих процессов занимает очень много времени, и к тому времени, когда мы будем достаточно близко к центру галактики, чтобы беспокоиться об этом, наше Солнце уже будет в стадии красного гиганта, и Земля уже будет поглощена им. :)

PS - Чтобы пояснить мой первый абзац, предполагая, что вокруг центра галактики нет других звезд, мы никогда не попадем в нее по спирали. Этот эффект вызван только присутствием других звезд в галактике.

РЕДАКТИРОВАТЬ: @JohnRennie указал, что из-за сохранения импульса более легкие звезды будут иметь тенденцию набирать энергию, а более тяжелые терять энергию в динамических взаимодействиях трения. Это приведет к тому, что более тяжелые звезды будут смещены ближе к центру, а более легкие — дальше. Его ответ на этот же вопрос указывает на это.

На самом деле это просто сноска к ответу Китчи и комментарий Германа к нему:

Динамическое трение не заставит все звезды в галактике закрутиться в черную дыру, как вода в пробку. Кроме всего прочего, закон сохранения импульса запрещает это. Динамическое трение вызывает своего рода сортировку. При взаимодействии между звездами в среднем более тяжелые звезды имеют тенденцию терять энергию, а более легкие звезды имеют тенденцию набирать энергию. Это сконцентрирует более тяжелые звезды к центру галактики и вытеснит более легкие к ее краю. На самом деле более легкие звезды могут быть полностью выброшены из галактики — подробности см. на стр. 521 этой книги .

Чтобы звезды слились с черной дырой, они должны потерять большую часть своей энергии. Диаметр Стрельца A* составляет около 35 световых часов, тогда как диаметр галактики составляет около 100 000 световых лет, т.е. галактика примерно в 25 миллионов раз больше, чем черная дыра в ее центре. Крайне маловероятно, что звезда потеряет ровно столько энергии, сколько необходимо для пересечения ее орбиты с черной дырой. В конце концов это произойдет, но я бы не стал задерживать дыхание.

Звезды пока вращаются вокруг центра нашего Млечного Пути . Но, возможно, это не Полная остановка . Есть вероятность, что они упадут в центр и раздавятся в никуда . Так что да, действительно. Мы движемся по спирали внутрь к центру. Считается, что в центре галактики существует удивительная гравитационная масса. Поскольку мы находимся на довольно большом расстоянии, эффект может быть незначительным . Но мы (я имею в виду нашу солнечную систему) ускоряемся по спирали к центру .

Дополнение к ПОЧЕМУ? : Хотя считается, что в центре большинства галактик есть черная дыра, в нашей галактике действительно есть черная дыра (сверхмассивная), которая время от времени притворяется галактическим центром. Ученые немного удивлены этим, поскольку физическое доказательство ОТО Эйнштейна может появиться, а может и не появиться (потому что физики были бы рады как неудаче, так и успеху). Что вы думаете о звезде на изображении ниже? Определенно, это не звезда, потому что вокруг нее вращаются другие звезды :-)

Отличным доказательством является Wiki и несколько других статей, основанных на открытии , которое вы легко можете найти в Google. Взгляните на звезды S0-2 и S0-102 , которые вращаются вокруг нашей массивной черной дыры.

Предположим для простоты, что одинокая звезда вращается вокруг галактического центра.

Он остается на своей орбите из-за сохранения углового момента. Есть три фактора, которые могут привести к потере углового момента.

• Сопротивление межзвездной среды

• Приливные силы

• Излучение гравитационных волн

Если центр галактики также вращается в том же направлении, но с большей скоростью, он передаст свой угловой момент вращающейся звезде, тем самым заставив ее временно увеличить расстояние.

Первый фактор является наибольшим из них, а остальные пренебрежимо малы по сравнению с ним. Однако все три настолько малы, что даже не могут в достаточной мере влиять на орбиты планет в Солнечной системе в течение миллиардов лет.

Можно с уверенностью предположить, что все вещество звезды полностью испарится за такой большой промежуток времени, прежде чем она столкнется с галактическим центром.

Планеты, вращающиеся вокруг такой звезды, конечно же, упадут на нее за гораздо более короткое время.

Тем не менее, в присутствии других звезд гораздо более вероятно, что Солнце столкнется с другими звездами в гораздо более близком будущем или будет полностью выброшено из галактики.