La esfera de influencia es una región alrededor de un agujero negro supermasivo en la que el potencial gravitacional del agujero negro domina el potencial gravitacional de la galaxia anfitriona . El radio de la esfera de influencia se denomina "radio de influencia (gravitacional)".
Hay dos definiciones de uso común para el radio de la esfera de influencia. El primero [1] viene dado por
donde M BH es la masa del agujero negro, σ es la dispersión de la velocidad estelar de la protuberancia del anfitrión y G es la constante gravitacional .
La segunda definición [2] es el radio en el que la masa encerrada en las estrellas es igual a dos veces M BH , es decir
.
Qué definición es la más apropiada depende de la cuestión física que se esté abordando. La primera definición tiene en cuenta el efecto general de la protuberancia sobre el movimiento de una estrella, ya queestá determinada en parte por las estrellas que se han alejado del agujero negro. La segunda definición compara la fuerza del agujero negro con la fuerza local de las estrellas.
Es un requisito mínimo que la esfera de influencia esté bien resuelta para que la masa del agujero negro se determine dinámicamente. [3]
Esfera de influencia rotacional
Si el agujero negro está rotando, hay un segundo radio de influencia asociado con la rotación. [4] Este es el radio dentro del cual los pares de torsión de Lense-Thirring del agujero negro son mayores que los pares de torsión newtonianos entre estrellas. Dentro de la esfera de influencia rotacional, las órbitas estelares precesan aproximadamente a la tasa de Seducción de Lentes; mientras que fuera de esta esfera, las órbitas evolucionan predominantemente en respuesta a perturbaciones de estrellas en otras órbitas. Suponiendo que el agujero negro de la Vía Láctea gira al máximo, su radio de influencia de rotación es de aproximadamente 0,001 parsec, [5] mientras que su radio de influencia gravitacional es de aproximadamente 3 parsecs.
Referencias
- ^ Peebles, J. (diciembre de 1972). "Distribución de estrellas cerca de un objeto colapsado". El diario astrofísico . 178 : 371–376. Código bibliográfico : 1972ApJ ... 178..371P . doi : 10.1086 / 151797 .
- ^ Merritt, David (2004). "Agujeros negros simples y binarios y su influencia en la estructura nuclear" . En Ho, Luis (ed.). Coevolución de agujeros negros y galaxias . Coevolución de agujeros negros y galaxias . Serie de Astrofísica de los Observatorios Carnegie. 1 . Prensa de la Universidad de Cambridge . págs. 263-275. arXiv : astro-ph / 0301257 . Código Bibliográfico : 2004cbhg.symp..263M .
- ^ Ferrarese, Laura; Ford, Holanda (2005). "Agujeros negros supermasivos en núcleos galácticos: investigación pasada, presente y futura". Reseñas de ciencia espacial . 116 (3–4): 523–624. arXiv : astro-ph / 0411247 . Código Bibliográfico : 2005SSRv..116..523F . doi : 10.1007 / s11214-005-3947-6 .
- ^ Merritt, D. (2013). Dinámica y evolución de los núcleos galácticos . Princeton, Nueva Jersey: Princeton University Press . pag. 284. ISBN 9781400846122.
- ^ Merritt D , Alexander T, Mikkola S, Will C (2010). "Probar las propiedades del agujero negro del centro galáctico utilizando órbitas estelares". Physical Review D . 81 (6): 062002. arXiv : 0911.4718 . Código bibliográfico : 2010PhRvD..81f2002M . doi : 10.1103 / PhysRevD.81.062002 .