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银河中央黑洞合并中等质量黑洞会怎样？

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索理客 发表于 2011-5-15 18:33 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自： 中国–江苏–南京 电信

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本帖最后由 sonic5188 于 2011-5-15 18:46 编辑

2004年11月，天文学家发现可能是中等质量黑洞的GCIRS 13E，以大约每秒280公里的轨道速度绕着人马座A*，仅约3光年。

GCIRS 13E有1300太阳质量，属于一个有7个恒星的星团。这次观测支持了超重黑洞会吸收周边较细小黑洞及星体来增长的说法。

银河中央黑洞(附近的吸积盘是射电源人马座A*)质量应为410万太阳质量，人马座A*吸积盘体积半径少于45天文单位。

通过Universe Sandbox的自定义模拟，我得出GCIRS 13E目前是在一条周期为5000年左右的高偏心率轨道，当然这个轨道很不稳定，

按与中央黑洞的接近速度来看，极限距离估计在1光年以下，甚至可能到3000AU以内，中央黑洞的半径为16AU。

从长期来看，由于中央黑洞周围其他恒星的扰动，GCIRS 13E极有可能在未来10万年的时间内和人马座A*发生合并，当然也很有可能被抛射。

GCIRS 13E.jpg
GCIRS 13E环绕人马座A*的轨道

如果发生中央黑洞吞并另一个中等质量黑洞，不知道激起的引力波会不会造成什么影响，至少现在中央黑洞附近的吸积盘要被击散。 还有此次碰撞合并应该不会引起银河中央黑洞的大速度位移，但是一定会有位移，可见星系中央黑洞的位置不一定在星系的质心。 但是倘若30亿年后，银河黑洞和仙女黑洞相遇，得到的结果很有可能是相互接近绕行几圈，然后双方都被抛射入深空，导致星系合并最终失败。 两个星系除了核心区，大部分恒星都将被高速抛射，太阳系也不例外(甚至可能发生于第一波恒星抛射)，星系整体瓦解，也许今后的银河-仙女星系将长期处于离散状态。

注：GCIRS 13E由是由7颗轨道相关联的大质量恒星组成的一个小集团。因为大质量恒星都是短命的，因此大质量恒星不能形成如此接近的超重黑洞。人们认为在过去一千万年间GCIRS 13E一直在向银河中央黑洞迁移，可能是从60光年的距离进一步移动到现在的轨道。伴星可能是球状星团剩下来的残骸，而GCIRS 13E这种中等质量的黑洞，可能是经由逃逸星的相互碰撞发展出来的。

My System - GCIRS 13E.rar (815 Bytes, 下载次数: 847)
这个是Universe Sandbox的模拟文件
人马座, 光年, 天文学家, 极限, 银河

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购买望远镜就在牧夫天文商城
FoeLam 发表于 2011-5-15 18:50 | 显示全部楼层 来自： 中国–香港 环球全域电讯
看看 長知識~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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kissccb 发表于 2011-5-15 19:53 | 显示全部楼层 来自： 中国–江苏–无锡 电信
很复杂很深奥。。。。。
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davidhan5566 发表于 2011-5-15 23:13 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–宁波 电信
LZ是天文专业的嘛~~~
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gohomeman1 发表于 2011-5-16 00:30 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–宁波 联通/鄞州畅联信息技术有限公司
首先要批评你的贴图，你看看银河系中心被你画在什么位置了？

其次，关于银河系和M31的合并演化，哪位推论过中央黑洞要被抛出星系去的？我看见的无数案例都是最后中央黑洞合并成功的，你说的失败案例，倒是举一个观测事实啊！
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gohomeman1 发表于 2011-5-16 00:33 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–宁波 联通/鄞州畅联信息技术有限公司
人马座A射电源（就是银河系中央黑洞）吞并一个中等质量黑洞，本身几乎没有什么位移可言。

请在计算时，从整个银河系的质量分布来考虑，而不是仅仅考虑两个天体。这与被中央黑洞高速抛出的逃逸星可不是一回事。
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 楼主| 索理客 发表于 2011-5-16 08:21 | 显示全部楼层 来自： 中国–江苏–南京 电信
本帖最后由 sonic5188 于 2011-5-16 08:44 编辑

回复 5# gohomeman1


    可能我的确计算错误，没有考虑到暗物质影像，这也是我们算不来的，不过这个只是附带讨论。     但是大量恒星会因此被抛射是不争事实，部分椭球星系的外层恒星都程弥散发散状态，也许是之前合并时被抛射的。     大型椭球星系的核区很明亮，但是范围要比核区大的多。
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gohomeman1 发表于 2011-5-16 08:50 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–宁波 联通/鄞州畅联信息技术有限公司
回复 7# sonic5188

是的，大量恒星会被散射出去，但总体而言，合并后的星系质量增加是主流，大部分的气体最终是留在合并星系中的。散射的恒星大量处于高偏心率的轨道中，在接下去的数十亿年中，随着潮汐作用，会逐步向合并星系的中央区域汇集。

至于短命的大质量恒星，肯定是等不到这一天了。

顺带说明一下，两个黑洞合并后，原先的总质量大于合并后单个黑洞的质量。
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 楼主| 索理客 发表于 2011-5-16 12:21 | 显示全部楼层 来自： 中国–江苏–南京 电信
回复 4# davidhan5566


    不是，我是学药的，现在在大学里当老师。。。
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gliese581 发表于 2011-5-16 13:28 | 显示全部楼层 来自： 中国–上海–上海 教育网/复旦大学教育网
不知道这一过程的引力波辐射能否强到以人类的手段直接检测到
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gohomeman1 发表于 2011-5-16 14:37 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–宁波 联通/鄞州畅联信息技术有限公司
回复 10# gliese581

索恩教授对引力波的强度有个粗略估计，你参考一下：

在黑洞合并时，视界附近的引力潮汐强度约为1（就相当于长度为1的物体会被拉伸到2的长度）。在遥远的地球观测者看来，这个强度为：

黑洞周长÷30÷到地球的距离。 该式在《黑洞与时间弯曲》的336页。这里的各个长度的单位是不同的，周长单位为km，后面的距离为光年。

最后获得的量级，再去×测量仪器的长度。假如以整个地球为测量仪器，就是海洋的潮汐效应，否则像引力波天文台那样的设备，臂长为10km，就×10km。

个人看法，高精度激光干涉仪应该能测量到引力波，但现在可能还不够（合并尚未真正开始）。
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gohomeman1 发表于 2011-5-16 14:40 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–宁波 联通/鄞州畅联信息技术有限公司
顺带说明一下，由于黑洞无毛定律在起作用，如果我们观测到引力波，还能知道这个黑洞的过去是什么。而现在的黑洞，我们不能知道它是两个黑洞合并的还是一颗大质量恒星坍缩的。
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davidhan5566 发表于 2011-5-16 21:51 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–宁波 电信
回复 5# gohomeman1

斑竹你也是学天文的？~~~
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easymimi 发表于 2011-5-19 08:31 | 显示全部楼层 来自： 中国–重庆–重庆–沙坪坝区 电信
好深，，，，太专业了。。。
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Shadow4718 发表于 2011-5-19 14:58 | 显示全部楼层 来自： 中国–福建–福州 电信
其实我一直想问 星系中央的超大质量黑洞到底是怎么形成的···但是一直没有得到回答
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