Strona głównaPytania → Czy galaktyki mogą się zapadać...

Czy galaktyki mogą się zapadać i tworzyć czarne dziury?

Pytanie

Pyta Bartek

Czy galaktyki mogą się zapadać? Jeśli tak, to jaką masę miałaby czarna dziura po zapadnięciu się całej galaktyki i jak przebiegałby ten proces?

Odpowiedź

Odpowiada Andrzej Okołów

Galaktyki w skali czasowej rzędu kilku miliardów lat są tworami stabilnymi, ale można się spodziewać, że każda gwiazda okrążająca centrum galaktyki będzie bardzo powoli tracić energię w skutek emisji fal grawitacyjnych, przez co nieuchronnie będzie zbliżać się do tego centrum. Zatem bez przeprowadzenia dokładnych symulacji o procesie zapadania się galaktyki można powiedzieć, że będzie bardzo powolny i raczej niebyt „dramatyczny” — ponieważ czarne dziury znajdujące się w centrach galaktyk są zazwyczaj bardzo masywne, to sam proces przekraczania przez gwiazdę horyzontu czarnej dziury powinien być dość spokojny.

Odnośnie masy czarnej dziury utworzonej w wyniku zapadnięcia się całej galaktyki, to można ją z grubsza oszacować jako masę całej galaktyki pomniejszoną o masę (energię) wypromieniowaną przez gwiazdy w procesie zapadania się galaktyki, a z kolei energia wypromieniowana powinna być mniej więcej równa energii potencjalnej gwiazd w początkowej fazie istnienia galaktyki. Stosunek energii potencjalnej gwiazd do masy całej galaktyki (dokładniej: do jej energii spoczynkowej) zależeć będzie od rodzaju galaktyki i jego znalezienie wymaga wykonania szczegółowych rachunków, aczkolwiek wydaje mi się, że będzie on dużo mniejszy od 1 (dla układu złożonego ze Słońca i supermasywnej czarnej dziury znajdującej się w centrum naszej galaktyki wynosi on ok. $10^{-17}$). Tak więc masa czarnej dziury powstałej po zapadnięciu się galaktyki powinna być rzędu początkowej masy całej galaktyki.