Was wäre statistisch gesehen die durchschnittliche Entfernung des nächsten Schwarzen Lochs?

Das nächste bestätigte Schwarze Loch ist mehrere tausend Lichtjahre von der Erde entfernt. Unsere Galaxie hat ungefähr 100 Milliarden Sterne. Ich habe keine zuverlässigen Informationen über die Anzahl der Schwarzen Löcher im Verhältnis zu den Sternen für unsere Galaxie gefunden. Einige Quellen sagen ungefähr eins zu tausend.

Ich würde gerne abschätzen, wie nah ein Schwarzes Loch mit den uns vorliegenden Daten wäre. Wenn ich die Berechnung selbst durchführen würde, würde ich das Volumen der Galaxie und die Anzahl der Sterne darin verwenden. Dies würde die durchschnittliche Anzahl von Sternen pro Volumen und daraus die durchschnittliche Anzahl von Schwarzen Löchern pro Volumen ergeben. Die Verteilung der Sterne müsste ebenfalls berücksichtigt werden, da unser Teil der Galaxie nicht so dicht besiedelt ist. Daraus konnte die statistisch ungefähre Entfernung des nächsten Schwarzen Lochs erhalten werden.

Ist jemand mit genügend Informationen ausgestattet, um mir einen Kostenvoranschlag zu geben?

Grundsätzlich wird für unsere Galaxie das Verhältnis von Schwarzen Löchern zu Sternen benötigt und dann die Liste der x nächsten Sterne und ihrer Abstände, wobei x das Verhältnis ist.

( Ich frage dies, weil Schwarze Löcher von Interesse sind und in Zukunft besucht werden müssen. Angesichts der Tatsache, dass unsere Weltraumfähigkeiten in naher Zukunft auf ein paar Dutzend Lichtjahre begrenzt sein könnten, ist diese Zahl ist interessant. )

Nehmen wir an, dass Sterne jemals in der Milchstraße geboren wurden und ihnen Massen zwischen 0,1 und 100 M ⊙ gegeben wurden . Als nächstes nehmen wir an, dass Sterne mit einer Massenverteilung geboren wurden, die sich der Salpeter-Massenfunktion - n ( m ) ∝ m - 2.3 annähert . Dann nehmen wir an, dass alle Sterne mit einer Masse m > 25 M ⊙ ihr Leben als Schwarze Löcher beenden.$N$$M_{\odot}$$n(m) \propto m^{-2.3}$$m>25M_{\odot}$

Wenn also , dann N = ∫ 100 0,1 A m - 2,3 d m und somit A = 0,065 N .$n(m) = Am^{-2.3}$

Die Anzahl der schwarzen Löcher geschaffen wird dh 0,06% der Sterne in der Galaxy werden schwarze Löcher. NB: Die begrenzte Lebensdauer der Galaxie ist hier unerheblich, da sie viel länger ist als die Lebensdauer der Vorfahren von Schwarzen Löchern.

$\simeq 0.07$$^{-3}$$M^{-2.5}$$\simeq 4.5 \times 10^{-5}$$^{-3}$

OK, warum könnte diese Nummer falsch sein? Obwohl die Anzahl sehr unempfindlich gegenüber der angenommenen oberen Massengrenze von Sternen ist, ist sie sehr empfindlich gegenüber der angenommenen unteren Massengrenze. Dies könnte höher oder niedriger sein, abhängig von den sehr unsicheren Details der späten Sternentwicklung und dem Massenverlust von massereichen Sternen. Dies könnte unsere Antwort nach oben oder unten treiben.

$f$$(1-f)^{-1/3}$

Selbst wenn sie nicht entkommen, ist es sehr wahrscheinlich, dass Schwarze Löcher eine viel höhere Geschwindigkeitsstreuung und damit räumliche Streuung über und unter der galaktischen Ebene aufweisen als "normale" Sterne. Dies gilt insbesondere, wenn man bedenkt, dass die meisten Schwarzen Löcher sehr alt sein werden, da die meisten Sternentstehungen (einschließlich massiver Sternentstehungen) früh im Leben der Galaxie stattfanden und die Vorläufer der Schwarzen Löcher sehr schnell sterben. Bei alten Sternen (und Schwarzen Löchern) wird die Kinematik "aufgeheizt", so dass ihre Geschwindigkeit und räumliche Streuung zunimmt.

Ich schließe daraus, dass Schwarze Löcher in der Sonnenumgebung im Vergleich zu den obigen Berechnungen unterrepräsentiert sein werden und Sie sollten die 18pc daher als Untergrenze für den Erwartungswert behandeln , obwohl es natürlich möglich (wenn auch nicht wahrscheinlich) ist, dass a näher könnte man existieren.

$3 \times 10^{11}$$2$$5\times 10^8$$2\times 10^7$$1.5\times 10^8$stellare schwarze Löcher in der Milchstraße. Mit anderen Worten, ein Stern von 2000 - 15000 sollte ein Schwarzes Loch sein.

Wenn sich in 50,9 ly 1000 Sterne um die Sonne befinden, gibt es bei dieser Dichte ein stellares Schwarzes Loch pro 100 - 200 ly.

Ich habe eine Datenbank der nächsten Sterne innerhalb von 25 Parsec gefunden. Die Datenbank enthält 2608 Sterne. Angesichts der nicht sehr genauen Schätzung von 1 Schwarzes Loch pro 1000 Sterne würden innerhalb von 81,5 Jahren 2,6 Schwarze Löcher entstehen (1 Parsec = 3,26 Lichtjahre).

Nimmt man nur die nächsten 1000 Sterne aus der Datenbank, so beträgt die maximale Entfernung 50,9 ly, sodass sich in dieser Entfernung durchschnittlich ein Schwarzes Loch befindet. Die durchschnittliche Entfernung aller 1000 Sterne beträgt 35,8 ly, und das ist die durchschnittliche Entfernung zu diesem wahrscheinlichen Schwarzen Loch.

Ein genaueres Verhältnis würde dies viel interessanter machen. Stellen Sie sich ein Verhältnis von 1 zu 100 vor. Dann beträgt die durchschnittliche Entfernung nur 14,3 l.