Por que existe um buraco negro supermassivo no centro de cada galáxia?

De acordo com https://en.wikipedia.org/wiki/Sphere_of_influence_(black_hole), a esfera de influência gravitacional de um buraco negro supermassivo é realmente limitada em comparação com o tamanho de sua galáxia hospedeira, por que então existe um no centro de cada galáxia?

Como alguns dos comentários apontaram, não há uma resposta definitiva, pois essa ainda é uma pesquisa em andamento. No entanto, existem algumas coisas que podem explicar isso:

• Formação de galáxias: A teoria atual diz que a matéria escura é distribuída de maneira não uniforme no universo primitivo. Uma vez que a radiação e a matéria bariônica se dissociam, a matéria flui para as sobredensidades da matéria escura. Sabemos que as estrelas (Pop III) devem se formar muito cedo durante isso, porque sua luz reioniza o universo. Pensa-se que essas primeiras estrelas tenham uma massa de até 1000 massas solares. É possível que parte do gás infalível entre em colapso direto em um buraco negro.

• Perfil de densidade: a densidade de uma galáxia sobe acentuadamente em direção ao centro. Assim, durante a formação da galáxia, o gás que flui para dentro pode ter formado um buraco negro sem passar pelo processo de estrela e supernova. Além disso, isso significa que há o suficiente para alimentar o buraco negro, uma vez formado.

• Atrito dinâmico: imagine um sistema autogravitante de objetos pesados ​​e leves (como um aglomerado de estrelas ou, de fato, uma galáxia). Um objeto pesado que passa por um conjunto de objetos mais leves perderá parte de sua energia cinética para eles, o que significa que ele "afundará" em direção ao centro do poço gravitacional. Isso é bem observado em aglomerados globulares. Problema: a escala de tempo para que isso ocorra é muito longa para importar galáxias grandes.

• Parece haver uma correlação entre a massa do buraco negro central e a massa da galáxia elíptica ou a protuberância da galáxia espiral. Assim, algum processo garante que o buraco negro central cresça junto com sua galáxia.

Voltando à sua pergunta: existem duas partes, uma: por que um buraco negro, duas, por que no centro. A segunda parte é mais simples, chegaria lá eventualmente e provavelmente (digamos em uma fusão de galáxias) muito rapidamente. Para a primeira parte, não há resposta definitiva, mas os pontos acima são algumas indicações de por que não é de surpreender que exista uma.

Como último ponto, os buracos negros no centro de outras galáxias não são fáceis de encontrar. A menos que o buraco negro esteja ativo (quasar), existem, na melhor das hipóteses, métodos de detecção muito indiretos (dispersão da velocidade na parte central etc.).

A "atração" gravitacional de um buraco negro não é limitada. De fato, a força gravitacional de atração de todas as partículas do Universo afeta todas as outras partículas do Universo, independentemente de sua distância de separação ou massa. Ou, para ser mais exato, cada partícula distorce o tecido do tempo / espaço em todo o Universo. A distorção pode me reduzir à medida que você fica mais longe da partícula, mas ela ainda está lá, de acordo com a Relatividade Geral.

A teoria quântica limitará as coisas, pois quando a distorção for reduzida para o comprimento da prancha, ela será perdida no ruído geral de fundo.