Esfera de influencia (agujero negro)

La esfera de influencia es una región alrededor de un agujero negro supermasivo en la que el potencial gravitatorio del agujero negro predomina sobre el potencial gravitatorio de la galaxia anfitriona . El radio de la esfera de influencia se denomina "radio de influencia (gravitacional)".

Existen dos definiciones de uso común para el radio de la esfera de influencia. La primera ^{[ 1 ]} viene dada por $${\displaystyle r_{h}={\frac {GM_{\text{BH}}}{\sigma ^{2}}}}$$ donde M _BH es la masa del agujero negro, σ es la dispersión de velocidad estelar del bulbo 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 al doble de M _BH , es decir $${\displaystyle M_{\star }(r<r_{h})=2M_{\text{BH}}.}$$

La definición más apropiada depende de la cuestión física que se aborde. La primera definición tiene en cuenta el efecto general del abultamiento sobre el movimiento de una estrella, ya que${\displaystyle \sigma }$Está determinado en parte por estrellas que se han alejado mucho del agujero negro. La segunda definición compara la fuerza del agujero negro con la fuerza local de las estrellas circundantes.

Es requisito mínimo que la esfera de influencia esté bien definida para poder determinar dinámicamente la masa del agujero negro. ^{[ 3 ]}

Si el agujero negro está rotando, existe un segundo radio de influencia asociado a la rotación. ^{[ 4 ]} Este es el radio dentro del cual los pares de Lense-Thirring del agujero negro son mayores que los pares newtonianos entre estrellas. Dentro de la esfera de influencia rotacional, las órbitas estelares precesan aproximadamente a la tasa de Lense-Thirring; 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 está rotando al máximo, su radio de influencia rotacional es de aproximadamente 0,001 pársec , ^{[ 5 ]} mientras que su radio de influencia gravitacional es de aproximadamente 3 pársecs.

• Límite de Roche
• Evento de perturbación de la marea §  Radio de perturbación de la marea