Me pareció oír que los cuerpos astronómicos podían ser expulsados de una galaxia. Si un cuerpo fuera expulsado de una galaxia, ¿podría haber sido expulsado más rápido que la velocidad de escape de la galaxia? Si eso es posible, ¿tal objeto, al menos durante un período de tiempo, no estaría orbitando nada?
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mmesser314
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Lo que dice Cleonis es cierto (+1). Pero hasta cierto punto, depende de lo que se entienda por algo y cualquier cosa. Hay capas de estructura en el universo. A pequeña escala, un objeto puede orbitar a otro. Un conjunto de estructuras de escala media orbitan mutuamente. Las estructuras de mayor escala no orbitan.
Las capas son algo así. Puedes ver una versión más grande en varios artículos de Wikipedia, como Grupo local o Supercúmulo de Virgo .
Empezando por lo "pequeño", la luna orbita alrededor de la tierra. El diámetro de la Tierra es $12,700$ km. La luna es $3500$ km. La distancia entre ellos es de aproximadamente $380,000$ km, alrededor de $30$ veces el diámetro de la Tierra.
Esto está mucho más cerca que la siguiente masa significativa más cercana, Venus. En su punto más cercano, Venus está $38$ millones de kilómetros, $100$ veces la distancia Tierra-Luna. El Sol está a unos $150$ millones de kilómetros, o sea, unos $400$ veces la distancia Tierra-Luna. Así que la Tierra y la Luna están bastante aisladas. La Luna tiene una órbita casi circular alrededor de la Tierra.
Asimismo, los planetas están bastante aislados y también tienen órbitas casi circulares. El planeta más lejano es Neptuno, con unas $30$ AU del sol o alrededor de $4$ horas-luz. ( $1$ AU = $1$ Distancia Tierra-Sol).
El sistema solar incluye la nube de Oort, una región más allá de la órbita de Neptuno y Plutón escasamente poblada de pequeños cuerpos helados. Lo más probable es que se extienda desde $2000$ a $100,000$ AU. De nuevo, están bastante aislados de otras masas. La estrella más cercana es $4.2$ años luz = $265,000$ AU de distancia, y la mayoría de las estrellas están mucho más lejos que eso. Los objetos de la nube de Oort orbitan alrededor del Sol.
Hace miles de millones de años, el proto-sistema solar contenía polvo y gas que formaron muchos objetos pequeños. Estos objetos tienden a formar órbitas circulares en un solo plano, como los anillos de Saturno. También tienden a agruparse y formar planetas, que también tienen órbitas circulares en un solo plano.
Los objetos de la nube de Oort estaban demasiado lejos y eran demasiado escasos para interactuar entre ellos como para circular sus órbitas. Se distribuyen en una esfera alrededor del Sol y pueden tener órbitas muy elípticas.
Más allá de esto, hay unos $100$ mil millones de estrellas en la galaxia. La galaxia tiene alrededor de $1000$ años luz de espesor y $100,000$ años luz de diámetro. Los arranques son aproximadamente $5$ años luz de diferencia en promedio. Aunque están mucho más juntos en el núcleo de la galaxia, unos $0.01$ un año luz de diferencia.
Las estrellas tienen órbitas en gran parte circulares en un plano alrededor de un centro común, pero no en el mismo grado que en el sistema solar. Millones de ellas se han fusionado en un agujero negro gigante en el centro, pero éste es diminuto en comparación con la galaxia en su conjunto. Las estrellas no orbitan alrededor del agujero negro. Sus órbitas son la trayectoria provocada por la atracción de todas las demás estrellas. Así que en realidad no orbitan nada.
Muchas estrellas se agrupan en cúmulos globulares de cientos a millones de estrellas. Son una especie de mini-galaxia dentro de la galaxia. Pero no están aplanados como una galaxia o un sistema solar. Son esféricos, como la nube de Oort. Por lo tanto, una estrella puede orbitar dentro del cúmulo como el cúmulo orbita la galaxia.
También está el efecto de la materia oscura, que pesa más que todas las estrellas y ayuda a mantener unida la galaxia. No hemos visto directamente la materia oscura. Sólo se infiere de sus efectos en las órbitas de las estrellas. Así que no sabemos nada de su órbita, ni siquiera de qué está hecha.
La siguiente capa son los cúmulos de galaxias. Normalmente, la distancia a la galaxia más cercana es de aproximadamente $20$ diámetros galácticos. Las galaxias están mucho menos aisladas que los objetos más pequeños.
Las galaxias de un cúmulo orbitan entre sí como las estrellas de un cúmulo.
En nuestro propio grupo local, hay dos galaxias gigantes, la nuestra y la de Andrómeda. Además, hay alrededor de $100$ galaxias más pequeñas. El diámetro es de aproximadamente $10$ millones de años luz.
Más allá de esto, los objetos se acercan predominantemente entre sí o se alejan. No es orbital. Los cúmulos de galaxias forman estructuras como filamentos o pompas de jabón.
El supercúmulo de Virgo contiene nuestro grupo local y unos $100$ otros grupos y agrupaciones. Tiene un diámetro de aproximadamente $110$ millones de años luz.
El Supercúmulo de Virgo es un brazo de un grupo aún mayor llamado Supercúmulo de Laniakea. Éste contiene el Gran Atractor, una concentración de galaxias tan grande que su atracción se hace notar en la velocidad de la materia en cientos de millones de años luz a la redonda.
En esta escala la mayor influencia es la expansión del universo. Todo se aleja de todo lo demás. El movimiento no se aleja de un centro común. Más bien es como la separación de los puntos de un globo que se infla. Los objetos lejanos se separan más rápido que los cercanos. El Gran Attactor disminuye esta expansión para la materia cercana.
En escalas mayores, no hay una estructura perceptible. La materia se extiende de forma bastante uniforme por el universo observable. Esto continúa hasta donde podemos ver, más de $10$ mil millones de años luz.
Cleonis
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Tengo entendido que este tipo de acontecimientos se producen.
Según tengo entendido, en las galaxias globulares la densidad estelar es mayor que en la mayoría de las galaxias y, por lo tanto, los eventos de honda gravitacional que conducen a la eyección ocurren comparativamente con mayor frecuencia en las galaxias globulares.
Dadas las distancias entre galaxias, una estrella expulsada puede tardar miles de millones de años en atravesar el espacio desde una galaxia hasta acercarse a otra.
Supongo que en el espacio intergaláctico debe haber puntos donde la influencia gravitacional combinada de todo las galaxias circundantes es tal que todas las contribuciones caen en contra. Permítanme referirme a esos puntos como "puntos de equilibrio". Me parece que, en esas circunstancias, es razonable considerar que el movimiento en las proximidades de esos puntos no es orbital.
Se necesitaría un ajuste fino para que un objeto termine con velocidad cero y distancia cero con respecto al punto de equilibrio.
Pero no hay una demarcación clara entre "está en órbita" y "no está en órbita". ¿Y si el cuerpo celeste expulsado lo es con una velocidad tal que tarda 10.000 millones de años en volver a la galaxia de la que fue expulsado? Para comparar las escalas de tiempo astronómicas: en general, las galaxias con forma de disco suelen tener una velocidad de rotación de aproximadamente una vez cada mil millones de años.
La cuestión es que, aunque la gravedad disminuye con el cuadrado de la distancia, siempre hay algunos gravedad, sin importar lo grande que sea la distancia. Un objeto en el espacio intergaláctico nunca es no sometido a cualquier gravedad. Lo más parecido a la no sujeción a la gravedad es que los vectores gravitatorios combinados de las galaxias circundantes suman cero.
El sistema más pequeño capaz de dar lugar a un evento de eyección es un sistema de tres cuerpos. (También debe haber una diferencia significativa de masa).
En nuestro sistema solar los planetas están lo suficientemente separados como para que la interacción entre ellos no sea lo suficientemente fuerte como para desestabilizar el sistema.
Pero si tenemos un sistema con un primario, un secundario y un terciario, para que sea estable a largo plazo el terciario debe estar o bien muy cerca del secundario, como en el caso de que la Luna esté cerca de la Tierra, o bien debe estar lejos, como otro planeta.
Si el primario y el secundario tienen aproximadamente la misma masa (y el terciario tiene mucha menos masa), entonces no hay una órbita estable para el terciario. El movimiento del terciario no será cíclico y, en ocasiones, el terciario impactará con el primario/secundario o se producirá una combinación de hondas gravitacionales que acabarán expulsando al terciario.
Cuando la relación de masas del primario y el secundario es de 25:1 o superior, entonces para el terciario hay órbitas disponibles que no terminan con un evento de colisión, ni con ser expulsado. Estas órbitas de larga duración se denominan órbitas de "punto de Lagrange". Los puntos de Lagrange L4 y L5 tienen esa propiedad.
(La proporción no es exactamente 25:1, estoy redondeando a un número entero)
