왜 합쳐지는 두 은하의 중심에있는 거대한 블랙홀이 합쳐질 것이라고 생각 하는가?

갤럭시 합병에 대해 이야기하는 팟 캐스트를 듣거나 천문학 자들의 유튜브 비디오를 볼 때, 나는 종종 충돌하는 동안 또는 그 직후에 센터의 거대한 블랙홀이 어떻게 병합되는지에 대해 이야기를 듣는다. 왜 우리는 이것이 사실이라고 믿습니까?

우선, 나는 SMBH가 다른 모든 은하계와 똑같이 행동 할 것으로 기대합니다. 그것들은 엄청나게 무거울 수도 있지만, 은하계의 별들 사이의 빈 공간과 비교할 때 물리적으로 여전히 미미합니다. 거대한 가스 구름과 먼지를 계산하지 않는 물체 사이의 충돌은 매우 드물기 때문에 SMBH를 제외하는 이유는 무엇입니까?

호스트 은하들이 서로 질량 중심이 각자의 질량 중심과 일치하는 방식으로 서로 충돌하는 (희귀 한) 사례에서 그것들이 합쳐지는 사례를 볼 수있었습니다. 이 경우, SMBH는 서로 궤도를 돌기에 충분히 가까워 중력파에 에너지를 잃고 결국 합쳐질 수 있습니다. 그러나이 시나리오는 다소 드물다고 생각합니다. 나는 평균 은하 합병이 중력파에 대한 중요한 운동 에너지를 잃기에는 너무 멀리 떨어져 SMBH가 결합 된 은하의 중심을 독립적으로 선회하도록 남겨 두는 것이 더 타당하다는 것을 알았습니다.

은하 합병에 대해 이야기하는 천문학 자들은 그 주제에 관해 내가하는 것보다 훨씬 더 많은 것을 알고 있으므로, 나는 내 가정이나 물리학에 대한 이해에 결함이 있다고 가정합니다. 내가 무엇을 놓치고 있습니까?

SMBH는 은하계의 최하단에 있으며, 은하계의 암흑 물질 후광에 의해 지배됩니다. 그러나 암흑 물질이 중력을 지배하지만, 성간 매체에서 가스와 먼지 입자 사이의 충돌은 은하의 중음 속 성분이 감속 될만큼 충분한 마찰을 유발합니다. 이것은 중력 적 인력을 통해 은하의 다른 성분들도 감속하게 할 것이다.

또한, 암흑 물질 (실제로 별과 블랙홀이 너무 작아서 충돌이 거의 없음)에도 불구하고, "릴랙싱", 즉 평형을 향해 진화하는 몇 가지 방법이 있습니다. 은하 병합의 맥락에서, 가장 중요한 메커니즘 (제 생각에)은 "중력 이완"인데, 여기서 중력 전위의 급격한 변화로 인해 입자가 이완됩니다. 예를 들어, 더 큰 입자는 더 많은 에너지를 더 밝은 이웃에 전달하는 경향이 있습니다. 중력 잠재력의 중심쪽으로 가라 앉고

비록 SMBH가 초거 대적이지만 잠재적 인 가능성은 (보통) 암흑 물질, 가스 및 별에 의해 지배 될 것입니다. 따라서 새로운 중력 잠재력은 또한 SMBH가 같은 방식으로 바닥을 향하여 결국 합쳐지게 할 것입니다.

짧은 대답은 " 동적 마찰 "입니다. 거대 물체가 적은 물체를 통해 움직이는 거대 물체는 "깨어나서"뒤로 물러나서 에너지가 손실됩니다. SMBH는 별, 가스의 분자 및 원자, 암흑 물질 입자 (무엇이든)보다 훨씬 방대하기 때문에 특히 발생하기 쉽습니다. 그 결과, SMBH가 에너지를 잃고 (결합 된) 시스템의 중심에 정착하게됩니다.

일단 이진을 형성하면, (결합 된) 은하 중심 근처의 별들과의 3 개의 몸의 만남을 통해 에너지를 잃을 수도 있습니다. 축소하여. 거대 타원은하는 종종 밀도가 낮은 별의 "핵심"을 가지는데, 이는 보통 한 번 이상의 SMBH 이진 합병의 유물로 간주됩니다. 은하 중심에 많은 가스가 있다면, 이진은 가스와의 중력 상호 작용을 통해 줄어들 수도 있습니다.