Lembremo-nos primeiramente de um conceito simples: massa atrai massa.
Gravidade é um força tendencialmente agregativa, e aqui, Aristóteles, mesmo ao errar raciocinando que o local do pesado é em baixo, e o mais pesado, portanto, chegaria ao solo mais rápido, acertou quando percebemos que aquilo que é mais pesado, tendencialmente, atrairá mais e mais massa.
Partamos de uma simples molécula solta no espaço. Esta atrairá outras moléculas, mas não possuirá força gravitacional o suficiente para atrair moléculas constante e crescentemente para sua companhia. Ocasionalmente, formará um "bailado" com outra molécula, e pela própria questão das energias cinéticas envolvidas, superiores às forças eletromagnéticas (e muito superiores às gravitacionais) continuarão no espaço a se comportar como um gás.
Já com determinadas moléculas, a agregação pela força eletromagnética superará a capacidade de os movimentos no espaço persistirem, e cristais se formarão. Um exemplo típico deste tipo de estrutura são os cristais de gelo formadores dos anéis de Saturno.
Grãos de poeira
Propriamente, cristais multimoleculares podem ser até classificados como uma partícula coloidal. Mas pensemos que uma partícula coloidal pode se agrupar com outra, exatamente pelo mesmo motivo que duas moléculas iniciais se agregaram, rumando à uma agregação que podemos chamar de "grão de poeira" (incluindo aqui um "cristal de gelo", seja de água ou outro volátil). Em termos de espaço, as temperaturas envolvidas médias tendem a um valor baixo, de onde podemos afirmar que tudo que não seja propriamente um gás, com moléculas, íons e até átomos isolados agrupar-se-á em estado sólido, formando o que podemos chamar de poeira.
De grão de poeira em grão de poeira, ainda pelos mecanismos eletromagnéticos, a agregação chegará a pesados blocos de gelo, pesadas rochas (o termo 'rocha', sinceramente, em astrofísica não me parece perfeito, mas fica) e constituirão o que chamou-se planetesimais no passado do sistema solar, pequenos blocos de gelo nos anéis dos planetas, pequenas massas de gelo nos cinturões e nuvens (como os que devem haver em abundância no cinturão de Kuiper ou na nuvem de Oort), como o de massas como as que quando caem na Terra chamamos de meteoritos.
Aqui, ainda, o eletromagnetismo será a força/mecanismo dominante, e manterá a agregação crescente. A verdadeira caoticidade e instabilidade, até podemos dizer turbulência dos sistemas astrofísicos, como do sistema solar, mesmo em seus primórdios, quando nem era "solar", pois o Sol não existia, levará à colisões destas pequenas massas, e a força dominante manterá o crescimento dos corpos (assim, como também, por instabilidade em impactos, muitas vezes, sua desagregação).
Mas chegará o momento que a gravidade não será mais insignificante nestas agregações, e se tornará aliada dos mecanismos cristalizantes da força eletromagnética, e acelerará o processo e o tornará mais estável.
Comportamento de agregação e desagregação de moléculas de água sobre uma superfície.Grandes massas de rocha e gelo
Quando chega-se mesmo ao tamanho dos pequenos asteróides ou de pequenos satélites, como Fobos e Deimos, de Marte, ou das massas dos corpos que quando "desabam" em direção ao Sol chamamos cometas, mesmo com diâmetros de algumas centenas de metros ou mesmo poucos quilômetros, a força gravitacional atinge valores que causam a queda de corpos próximos, mesmo poeiras (sem falar em corpos maiores, que invariavelmente, colaboram com a mútua atração). Lembremos que a gravidade atua a longas distâncias. A partir deste ponto, a ação da gravidade torna o uso do termo acreção mais adequado
Assim, um corpo que passe mesmo a quilômetros de um corpo como Deimos, com 46 km de diâmetro, sofrerá uma atração correspondente a 0,3 milésimos da atração da gravidade terrestre, mas ainda sim, não nula. Por menor que seja esta atração, atuará, e mais cedo ou mais tarde, formará um corpo de muito maior massa, poeira após poeira, até molécula após molécula capturada do espaço, mesmo com um contrabalanço de voláteis que escapem novamente para o espaço, mantendo, percebamos, uma determinada concentração de gás, uma determinada pressão, logo, conservando uma determinada massa atrativa, para posteriores acreções.
Asteróides, Cometas, Planetas Anões
Chegando a massas de determinados valores, o corpo celeste será classificado por sua composição e órbita como um asteroide, que poderá ser desde um fragmento bastante denso originalmente de uma camada de uma estrela anterior que explodiu, composta por exemplo de denso ferro (infelizmente, aqui, julgo que é impossível tratar o tema sem pular passos que pretendia tratar em ordem) de massas correspondentes a blocos de ferro de 50 metros de diâmetro, como a que caiu no Arizona, até massas de agregados como Ceres, com pouco menos de 1000 km de diâmetro e densidade aproximadamente o dobro da densidade da água líquida na Terra.
Corpos de outra composição, mais distantes do Sol, também serão mais agregados, mesmo imensos, de diversos voláteis (definição que observemos, depende de temperatura) e apresentarão densidades em torno desta, mesmo para corpos de quase 3000 km de diâmetro, como Tritão, o satélite de Netuno.
Corpos de menor tamanho, ainda que de densidade relativamente mais alta, poderão não ter pressão pelas suas massas, em direção ao seu centro, para serem mais que aglomerados "macios" de rochas e gelo, como 433 Eros (ou mesmo os satélites de Marte), com medidas de dezenas de quilômetros, para tenderem a ser esféricos, e formarem massas pouco permeáveis, adensadas. São como bolos de terra enormes, similares aos solos na Terra, onde a água e o ar são substituídos por vácuo e talvez alguns rarefeitíssimos gases.
433 Eros e o Monte Everest, aproximadamente na mesma escala.Apenas como comparativo, a densidade de um material, mesmo no vácuo e no espaço, como o vulgar na Terra granito ou basalto, gira em torno de 2,7 a 2,9. Logo, mesmo compostos de alto teor de ferro e outros materiais mais densos (só o ferro responde por densidade de 7,8 ) não colaboram para que tais corpos, com sua baixa compactação, possuam alta densidade.
Os maiores cometas, quando se aproximam do Sol, perdem seus voláteis em grande taxa, exatamente porque sua massa não permite que os retenham, mas podem, perfeitamente, distantes da ação do Sol, acrecerem massa.
Os maiores corpos de grande acreção em voláteis são os agora classificados como planetas anões distantes, como Plutão (diâmetro de 2300 km, densidade de pouco mais de 2), Haumea (D=1600 km, d=2,6 a 3,3), Makemake (diâmetro de aprox. 1600 km e dens. de aprox. 2), sobre Éris pouco se sabe, mas coisa alguma nos leva a crer que possa ser diferenciado dos demais corpos de mesma natureza. Plutão chega, similarmente aos cometas, a produzir uma tênue e fina atmosfera, quando se aproxima do Sol (no que brinco que faz parte de suas características que me fazem definí-lo como um "cometão"), a diferença com os cometas é que volta a condensar esta atmosfera, pois sua massa assim permite.
Planetas rochosos
Chegando a determinada massa, os corpos passarão a ter determinada massa e esta conduzirá, dada determinada composição da região onde se agregou, a apresentar determinada densidade.
Primeiramente, se agregando numa região de alta taxa de voláteis, um satélite gigante como Ganimedes apresentará, com diâmetro de mais 5200 km, densidade de 1,9 , mesmo com o planeta ao redor do qual orbita, Júpiter, tendo uma densidade de 1,3.
A partir deste ponto, há uma continuidade de massa, diâmetro e uma determinada faixa de densidade que vão desde Mercúrio (com pouco menos de 4900 km e densidade relativamente alta de 5,4), passando por Marte (pouco menos de 6800 km e d=3,9), Terra e Vênus, os irmãos do sistema solar, com seus 12 mil km de diâmetro e densidade de 5,2 a 5,5. Mesmo somando o sistema binário que é a Terra e a Lua, os sistemas de acreção que são Vênus e Terra são separados por uma diferença percentual de massa que não passa de 23%.
Acima disto, no sistema solar não há acreções desta faixa de densidade para maiores massas, mas entre os planetas extrasolares existem as chamadas adequadamente "super-terras", que são planetas de massa significativamente maiores que a Terra, como HD 69830 b , com diâmetro estimado de 14 mil km e dens. acima de 7 (muitos metais, certamente) e massa de 10 vezes a da Terra, um "super-Mercúrio" (a expressão é minha); como COROT-7b de mais 1,7 vezes o diâmetro da Terra e aprox. 4,8 vezes sua massa, embora densidade próxima (de 4,3 a 6,9); ou ainda corpos que acreceram certamente grande massa de água, colossais oceanos de profundidade de milhar ou mais de quilômetros, como GJ 1214 b (se sabe isto exatamente pela sua densidade, na faixa de 2).
Corot (em concepção artística) e a Terra, em comparação.As combinações nesta escala de acreção são infinitas e pode existir uma continuidade completa de tamanhos e densidades variadas até os gigantes gasosos que há séculos conhecemos em nosso sistema solar.
Planetas gasosos
Entre os exoplanetas, existem corpos que são "pequenos gigantes gasosos", como provavelmente é Gliese 777 c , com densidade de 18 massas terrestres, e pela sua posição, é tratado como um "Netuno quente".
Assim, nos planetas, podem existir grandes massas gasosas, aproximadamente esféricas, com massas que vão de um tanto acima de dezena da massa da Terra, passando por nossos (e outros corpos como os nossos) Urano, Netuno, Saturno e Júpiter, em graduação, que são resultado de uma posição na qual existia uma massa de gases o suficiente para formar tais esferas, assim como também uma distância segura para suas atmosferas não serem "varridas", sopradas, em balanço com gravidades e campos magnéticos que estas atmosferas retenha e proteja.
Mais próximos, seriam soprados pelos ventos estelares (a generalização do que para o Sol é o vento solar) até restarem núcleos tais como as "Terras" e "super-Terras", mais leves, nem teriam acrecido tanta massa, e sem gases, nem teriam massa para acrecer. O balanço de tais fenômenos se mostra complexo, e muito mais um processo de múltiplas variáveis que as esferas exatas relacionadas com os sólidos geométricos perfeitos, do delírio imaturo dos primeiros pensares da cosmologia de Kepler.
Não tarderemos em descobrir "Terras", planetas rochosos, tão massivos quanto "Júpiteres", ou planetas com oceanos e crostas de gelo como "Netunos aquosos", ou mesmo planetas como Vênus, mas de grossas atmosferas como Titã, compostos de hidrocarbonetos e amônia, ou mesmo satélites que ao modo de Ganimedes, que é maior que Mercúrio, sejam até maiores que a Terra (ou seja, a ficcional Pandora, de Avatar, ainda que noutra estrela, pode ser possível).
TrES-4 (representação artística), até determinada data, o maior exoplaneta conhecido, em comparação ao nosso gigante.Anãs marrons
Digamos que a acreção que produziu os gigantes gasosos como júpiter e até planetas já conhecidos maiores, como TrES-4 e WASP-17b , com massas consideradas próximas as de Júpiter. Mas a acreção de gases poderia continuar, chegando a determinados valores que fariam não poder ser classificado como um planeta, mas como uma "estrela fracassada", aquela que não produz reações de fusão nuclear, nem mesmo a mais "fácil", que exige menor pressão, como a da cadeia próton-próton, embora possam ter no passado realizado ou de uma maneira difusa a fusão de deutério e lítio. Possuem uma massa superior a 13, mas inferior a 75 vezes a massa de Júpiter.
Muito provavelmente, descobriremos sistemas em que em semelhança à Júpiter no nosso sistema solar, exista um anã marrom, fazendo seu papel.
A Terra, Júpiter, uma anã marrom típica, uma estrela anã vermelha e nosso Sol, em comparação.Estrelas
É claro que a acreção pode se manter, e chegará ao ponto em que a massa será o suficiente para gerar pressão tal que propicie a fusão em cadeia próton-próton, e a esses corpos, já pela relacionada à temperatura, chamamos de anãs vermelhas.
Uma estrela, ainda que possua uma medida da ordem de milhão de quilômetros de diâmetro, apresenta densidade média, com a do Sol, de 1,4 toneladas por metro cúbico, pouco maior que a da água, e igual a de alguns solventes ou determinados plásticos. Já seus núcleos, da mesma maneira que a Terra, com muito menor tamanho e massa 330 mil vezes menor, apresentando pressões da ordem de milhões de atmosferas em seu centro, apresentam pressões tais que a densidade dos prótons, elétrons e núcleos de hélio ali presentes apresentem, mesmo a temperaturas de 15 milhões de graus, densidades de 150 kg por litro, muito mais que o mais denso material na Terra, que é o metal ósmio (22,6) e mais que o mesmo extremamente pressionado ferro do núcleo terrestre (11 kg/L). Estrelas ainda mais massivas apresentarão núcleos ainda mais densos, e exatamente por isso, capazes de produzir reações de fusão de núcleos ainda maiores que os do hélio.
A estrutura típica "em cebola" das combustões de núcleos atômicos em ordem crescente de uma estrela de grande massa.Assim, de massa em massa crescente, as estrelas na chamada sequência principal distribuir-se-ão por massas crescentes entre 0,075 massas solares e o limite de Eddington , em torno de 150 massas solares, quando então a estrela, mesmo com toda a ação da gravidade, expulsa parte de sua massa de tanta energia que produz. Assim as estrelas tem um limite mínimo e um limite máximo de existência, no qual envelhecerão produzindo energia.
Neste envelhecimento, que é tanto mais rápido quanto maior for sua massa, alterarão sua composição, crescentemente pelos núcleos da tabela periódica, número atômico após número atômico, crescentemente em direção ao seu centro, até que comecem a produzir ferro, e invariávelmente expelirão violentamente suas camadas externas (quando tal fenômeno produz elementos mais pesados, na onda de choque), e se comportarão como novas, das mais variadas intensidades, mas deixando um núcleo, um "caroço", restante "sobrevivente" à explosão.
Se não tiverem massa o suficiente para produzir ferro, realização fusão até o momento em que produzirão o mais pesado núcleo que sua pressão permite, e então, queimando mais e mais camadas externas a um pesado núcleo, ou já, como no caso do Sol, iniciando a produção de hélio, incharam (exatamente porque a energia produzida vence a gravidade) em gigantes vermelhas até que esgotem estes elementos a serem produzidos, e então, a força gravitacional vencerá a energia (num caminho aproximadamente inverso do limite de Eddington) e condensarão até formarem um núcleo altamente denso.
Este núcleo poderá ser uma massa suficientemente densa, mas cuja pressão pela gravidade seja resistida pelos elétrons, abundantes e em contrapartida aos primordiais prótons, pois a carga dos corpos celestes é tendendialmente nula na totalidade, ou mesmo esta força não resistirá a pressão, e a compactação persistirá.
Comparação de tamanhos de estrelas, embora inadequada para comparar a "sequência principal". Os mecanismos que geram o tamanho das gigantes vermelhas é diferente do tamanho gerado pela massa quando na sequência principal. Nesta escala, como destacado, o Sol é um pixel (ponto) da imagem.Anãs brancas
Para estrelas de massa de até 10 vezes a do Sol, após a perda das camadas mais externas, a massa restante, um ""caroço", um corpo celeste constituído de apenas prótons e nêutrons, resistindo por repulsão em uma forma de oposição a continuar se compactando chamada pressão de degenerescência eletrônica, contendo a massa de 0,6 massas solares num volume aproximado da Terra. Para ter-se outra visão destes valores, uma massa de 198 mil vezes a massa da Terra no mesmo volume, com uma densidade, para estes números, de 1 tonelada/cm³, que corresponde a imagem de um pequeno besouro com a joaninha, que seriam os núcleos dos átomos, às órbitas eletrônicas, que são os elétrons, que em pressões normais correspondem a um estádio de futebol, a estarem agora comprimidos a uma banheira jacuzzi de 2 m de diâmetro.
Não pensemos que acreção ainda não possa ocorrer, pois este caroço, apenas uma "sólido" de uma mistura de núcleos e elétrons continua evidentemente com massa e capaz de atrair massa(exatamente como o faria uma estrela um tanto menor que o Sol). Esta acreção produz, até pela compressão que pode causar na, digamos, superfície da anã branca, violentas reações de fusão, e tal produz o que chama-se uma supernova do tipo Ia. Uma estrela próxima que doe massa para este tipo de fenômeno produzirá uma cadência deste processo, que torna-se constante e estável no tempo, permitindo o que se chama de uma "vela padrão" em astronomia, propiciando medições de distância e através desta, até a velocidade de deslocamento de galáxias em relação a nós.
A massa limite para a pressão causada pela massa ser resistida pelos elétrons e seu comportamento é de aproximadamente 1,4 massas solares, e tal se chama limite de Chandrasekhar.
Representação artística de uma anã branca absorvendo matéria de uma estrela próxima e explodindo em supernova (Astronomy Picture of the Day - zuserver2.star.ucl.ac.uk).Estrelas de nêutrons
Em caso de a massa resultante ou agregada se tornar superior ao limite de Chandrasekhar, a oposição dos elétrons não mais resistirá a gravidade e os elétrons e os prótons anularão suas cargas e formarão um corpo celeste predominantemente formado de nêutrons, cuja densidade que é a do ordem do núcleos dos átomos, da ordem de em torno de 1 seguido de 15 zeros de gramas por cm³, ou de 1 seguido de 14 a 15 zeros toneladas por metro cúbico, ou ainda, para se ter idéia desta densidade, da massa de algo como 10 morros do Pão de Açúcar num dedal.
Por outras vias, estes corpos apresentam massa da ordem de 1,5 vezes a massa do Sol numa esfera que tem em torno de duas dezenas de quilômetros, pouco mais que os menores asteróides que observamos no nosso sistema solar, ou os menores satélites conhecidos de seus planetas,
Estes corpos são tão atrativos gravitacionalmente que estima-se que em sua superfície, existam oceanos de ferro, níquel e cobalto, e com continentes destes e outros metais, similarmente a crostra terrestre, mas imensamente comprimidos, ainda mais que o núcleo da Terra, mas com apenas alguns milímetros de espessura/altitude/profundidade. Abaixo, haveriam camadas de matéria degenerada como as anãs brancas, depois um "manto" de nêutrons, e a medida que a massa aumente, mais e mais nêutrons no centro fundem os quarks que os compõe e formam o que se chama híperons, partículas com mais quarks que os habituais 3 dos prótons e nêutrons.
Este crescimento de híperons, tanto em número com o avançar da pressão, quanto no seu próprio tamanho, agrupamento de quarks a agrupamentos de quarks, poderia levar a formação de corpos que ainda não são mais que hipóteses em busca de corroboração, e os próprios mecanismos da estruturação de camadas internas das estrelas de nêutrons não é perfeitamente entendido. Nem seus comportamentos de formação de poderosos campos magnéticos são plenamente entendidos, existindo corpos já identificados que se comportam com intensos campos magnéticos, os chamados magnetares.
Devemos alertar, mais uma vez, que estrelas de nêutros podem acrecer massas de estrelas próximas (assim como qualquer corpo), incluindo aí anãs brancas, e mesmo outras estrelas de nêutrons.
Imagem astronômica de uma estrela de nêutrons e sua região circundante (ESA), esquemas de seus feixes de radiação e campos magnéticos (lifeng.lamost.org), de sua estrutura (daviddarling.info) e uma representação artística, próxima a uma estrela (newcientist).
Estrelas de quarks
Imaginemos uma estrela de nêutrons tão massiva, que a resistência dos nêutrons, logo a identidade de seus quarks reunidos em trios, em neutros diferenciados, não seja mais suficiente para resistir a pressão, e o corpo celeste se transformaria numa enorme partícula subatômica, uma matéria completamente constituída de quarks.
Da mesma maneira que as anãs brancas possuem o limite de Chandrasekhar, as estrelas de nêutrons possuem o limite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff, que seria, em termos simples, o limite que os nêutrons resistiriam a pressão. Estes valores de massa restante nos núcleos de estrelas/corpos celestes se situa acima de uma faixa de 1,5 a 3 massas solares.
Comparação, incluindo do tamanho, entre estrela de nêutrons típica e o que seria uma estrela de quarks (chandra.harvard.edu).A partir deste ponto, e destas densidades, a situação torna-se um tanto nebulosa (com o perdão do astronômico trocadilho).
Buracos negros estelares
Até as massas anteriores, e a correspondente densidade causada pela gravidade, as compactações eram inteligíveis por questões de mecânica quântica, e nem tratamos de apresentar distorções causadas na luz (e na imagem que se teria) por tais corpos celestes. A partir desta massa, ao atingir-se um raio na compactação igual ao chamado raio de Schwarzschild, que corresponde para uma estrela da massa do Sol de aproximadamente 3 km (lembremo-nos que algo 6 vezes menor e 200 vezes mais compacto que uma estrela de nêutrons de mesma massa) a velocidade de fuga de tal massa se tornaria teoricamente tão alta que seria maior que a velocidade da luz, e mais nenhum corpo nem mesmo a própria luz escaparia ao campo gravitacional do corpo celeste. Seriam corpos puramente atrativos, crescendo permanentemente enquanto forem alimentados, jamais cedendo massa (pelo menos dentro de uma primeira análise, vide radiação Hawking).
Uma das muitas representações artísticas de um buraconegro absorvendo massa de uma estrela próxima (dsc.discovery.com).
Antes de avançarmos por mais massas, façamos algumas colocações sobre teorizações alternativas aos buracos negros relativísticos, assim os chamemos, pois são tratados completamente dentro da teoria da relatividade para serem concebidos e terem seu comportamento modelado.
Buracos negros, são, dentro da relatividade, tratados como uma deformação extrema, na verdade, teoricamente infinita da textura do espaço-tempo. Lembremos que a deformação não é causada pela massa somente, pois se apenas a massa causasse uma deformação teoricamente infinita, as galáxias, que contém até muitos buracos negros, causariam uma deformação infinita, e basta olharmos para outras galáxias (mesmo a olho nu) para percebermos que tal não ocorre. O que causa a deformação infinita é a massa extrema num determinado volume mínimo, ou seja, densidade.
Na relatividade, além de uma superfície que não mais emite luz, como vimos acima, chamada horizonte dos eventos, não existe o que seja "matéria" ou um "corpo", e sim, toda a matéria se desfaz e concentra-se num ponto (uma singularidade). Além deste tipo de coisa, nada pode-se afirmar. Mas existem teorizações, que para fugir destas situações (ou apresentar alternativas) propõe outros tipos de corpos, que resultam em efeitos exatamente iguais a partir do horizonte de eventos aos buracos negros 'relativísticos', mas possuem uma estrutura, uma composição, e até podemos dizer, uma 'natureza imaginável'.
As estrelas negras não são propriamente uma alternativa a um buraco negro, mas uma etapa intermediária teórica entre uma corpo extremamente supermassivo e a singularidade. Ao tender a massa para o colapso gravitacional típico dos buracos negros, este colapso seria detido por efeitos quânticos, podendo deter a ainda maior compactação da matéria, gerando um corpo que é um estado transitório entre o que seja o objeto que para a relatividade é um buraco negro e uma estrela de nêutrons tremendamente compacta.
Estrela negra e sua estrutura (universe-review.ca, originalmente de Scientific American).
Um gravastar seria um corpo, que ao chegar a determinada compactação, principia a possuir determinados fenômenos quânticos que impedem a ainda maior densidade.
Desconheço sobre teorizações sobre bósons de Higgs e suas relações com teóricos corpos de extrema densidade.
Por aqui encerra-se o aumento de densidade como um limite, até porque chegamos a uma máxima compactação, mas não necessita-se, de forma alguma, limitar a massa acrecida.
Gravastar, comportamento e estrutura (andersoninstitute e win.xiulong.it).
Buracos negros supermassivos
Independentemente do que realmente sejam buracos negros, o processo de acreção crescente não muda com os mecanismos íntimos e a constituição de tal corpo completamente acressor final.
Digamos que um buraco negro qualquer encontre-se no centro de uma região de alta densidade de matéria por extenso volume, uma enorme concentração e disponibilidade de gás, de matéria, seja na forma que for, estrelas e seus corpos orbitantes, anãs brancas, estrelas de nêutrons e até mesmo outros buracos negros. O centro denso, o dito 'bojo' de galáxias são assim.
Então um corpo da natureza dos buracos negros, quando neste ambiente, poderia acrecer constantemente massa, até esgotar-se as massas capturáveis que o cercam, de maneira similar ao nosso Sol, que não permite a existência de massa alguma o circulando, a não ser as massas que encontram-se numa posição de equilíbrio, permanentemente escapando de sua atração, como são os planetas, entre outros corpos. Estes corpos podem ter iniciado sua formação quando o universo era mais jovem e mais denso, estando a matéria menos dispersa pelo espaço.
Um detalhe que deve ficar claro é que as galáxias não orbitam ao redor dos buracos negros supermassivos em seus centros como planetas ao redor do sol. As galáxias não são como são porque são nuvens orbitando corpos centrais, os corpos centrais existem porque as gáláxias propiciam sua formação. As galáxias são como nuvens, e seu comportamento de uma acreção é de uma nuvem na qual todas as partículas colaboram para o comportamento do todo, gerando inclusive, um centro de massa comum.
O que podemos dizer é que tais corpos, de maneira a complementar o acima, é que gerariam um "vácuo" de estrelas, exatamente porque as absorveram, em meio a regiões de extrema densidade de estrelas, e restaria uma "casca" de estrelas que estão numa posição digamos 'segura'. As estrelas que realmente orbitam estes corpos podem apresentar velocidade de até 5000 km/s (que é exatamente a velocidade que as impedem de serem sugadas para o buraco negro).
Em termos de massa, enquanto buracos negros oriundos do colapso de estrelas podem ter massas de dezenas de massas solares (até porque, lembremos, não existem estrelas maiores que 150 massas solares, logo, existe um limite máximo para o "caroço residual"), os buracos negros supermassivos são ilimitados em massa, e partem de teóricas 100 mil massas solares a até calculados por observações bilhões de massas solares. Existe, até a possibilidade, e tal tem-se observado, de formarem sistemas duplos, exatamente pela acreção de múltiplas estrelas ter-se dado não em um único ponto, na região de alta densidade de estrelas, e se comportariam aproximadamente, em grande escala para suas galáxias, como sistemas binários de estrelas, com sua nuvem de gás circundante.
Lembrando das estrelas orbitantes a buracos negros, a velocidade de milhares de quilômetros por segundo, observemos que os efeitos de deformação do espaço-tempo, que já são notáveis na comportamento da órbita de Mercúrio, mesmo com um campo relativamente pequeno como o do Sol, seriam muito maiores em campos gravitacionais milhares e até bilhões de vezes maiores.
Relação entre massa dos buracos negros supermassivos e massa do bojo ou bulbo galático, e o estudo de um destes corpos, no centro de uma galáxia (blackholes.stardate.org e NASA).
Finalizando, devemos citar que a acreção continuará, corpo celeste após corpo celeste, estrela após estrela, transformando o universo de uma enorme nuvem relativamente homogênea a um pontuado de corpos celestes densos em resfriamento, porque massa atrai massa e a entropia inexoravelmente aumenta, e somente este processo será contrabalançado, teoricamente, no mais distante tempo, pela expansão da métrica espaço-tempo a velocidade crescente, quando poderia transformar o universo num gás de matéria dissociada infinitamente rarefeita.
Do pó viemos, mas não voltaremos ao pó. Iremos ou ao frio absoluto em massas imensas e compactadas ou ao vácuo, em infinita dispersão.
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Extra
O balanço da força gravitacional (de compressão) e das forças explosivas e pelo calor (expansivas) se dá da seguinte maneira:
Onde: setas azuis correspondem à força gravitacional e setas amarelas correspondem às forças de expansão.
1 - Estrela na etapa de estabilidade entre força gravitacional e 'força explosiva', a sequência principal, propiciada pela fusão nuclear.
2 - Início das reações nucleares que superam as forças gravitacionais, quando a força gravitacional não detém as camadas mais externas da estrela e seu volume cresce, tornando-se uma gigante vermelha.
3 - Fase da matéria degenerada (como as anãs brancas) em que as forças gravitacionais superam qualquer força produzida por fenômenos geradores de calor.
Deve-se observar que as estrelas aqui estão completamente fora de escala, pois uma estrela como o Sol, na etapa que está, na sequência principal, possui diâmetro de 1,4 milhão de quilômetros. Na fase de gigante vermelha, chegará a um diâmetro de quase 300 milhões de quilômetros (aproximadamente 200 vezes maior, maior que a órbita de Vênus) e por fim restará um caroço pouco maior que a Terra (umas 100 vezes menor que o diâmetro atual do Sol).
Para cálculos disto, uma boa pergunta e uma excelente resposta formal no Yahoo! Respostas.
Agradecemos ao Google, que agora dotou o Google Docs de um excelente e prático editor de desenhos.
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