Est-il possible que certaines étoiles soient déjà des trous noirs alors que nous voyons de la lumière émise avant de devenir un trou noir?

Pour les étoiles que nous voyons qui brûlent du carburant à un rythme rapide, qui sont très brillantes, (ou n'importe quelle étoile d'ailleurs suffisamment loin de nous) pourrait-il être déjà des trous noirs (les suffisamment grands) et nous sommes juste voir la lumière émise pendant sa phase principale? Donc, si c'est le cas, est-il sûr de dire que la plupart des étoiles sont déjà mortes que nous voyons?

Edit: j'apprécie toutes les réponses. Cela a été une lecture fascinante. Je déteste aussi devoir choisir une "réponse" quand j'ai glané quelque chose de chacun d'eux.

Cela dépend de ce que vous entendez par «voir». Je suppose que vous voulez dire à l'œil nu. Faisons quelques calculs approximatifs pour estimer les chances.

L'étoile unique la plus éloignée visible à l'œil nu est Deneb , à une distance estimée à environ 1550 années-lumière. La plupart des étoiles visibles à l'œil nu sont beaucoup plus proches. Étant donné que même le type d'étoile qui forme un trou noir vit quelques millions d'années, nous nous attendrions à ce que jusqu'à une étoile suffisamment grande sur mille ait formé un trou noir pendant que leur lumière était sur le chemin de nous.

Il y a environ 5000 étoiles visibles à l'œil nu dans de bonnes conditions, mais seulement une centaine suffisamment massives pour former des trous noirs. Donc, sur cette base, il y a de fortes chances qu'il y ait au plus une étoile de ce type, et probablement aucune.

Pour estimer cette autre façon, considérons qu'il y a en moyenne une supernova dans une galaxie par siècle . En comparant la distance à l'étoile visible la plus éloignée avec le diamètre de la galaxie, j'estime que nous pouvons voir au plus 1 / 2500e de la Voie lactée, donc nous devrions nous attendre à ce qu'une seule étoile visible passe en supernova tous les 250 000 ans. En divisant par la distance en années-lumière jusqu'aux étoiles visibles les plus éloignées, nous n'avons qu'une chance sur cent qu'une des étoiles visibles soit devenue supernova pendant que leur lumière était sur le chemin de nous.

Une mise en garde est que j'ai obtenu ces chiffres à partir de sources disparates, basées sur des recherches Google. Cependant, il semble clair que les chances ne sont pas bonnes. Espérons que l'un des experts pourra fournir de meilleures données.

Non, je pense que la plupart des étoiles assez grandes pour former des trous noirs, ont besoin de quelques millions d'années pour le faire de la naissance à la mort. Étant donné que nous ne pouvons voir des étoiles dans la Voie lactée qu'à quelques dizaines de milliers d'années-lumière de distance, seulement environ 1% d'entre elles auraient dû s'effondrer dans un trou noir car elles ont émis la lumière que nous voyons maintenant ici.

Mais beaucoup du même type d'étoiles géantes observées dans la galaxie d'Andromède, qui est à plus de 2 millions d'années-lumière, aurait pu se transformer en trous noirs "aujourd'hui". Parce que leur temps de trajet léger est comparable à leur durée de vie. Si l'on pouvait observer de telles jeunes étoiles géantes à plus de 0,1 milliard d'années-lumière de distance, on pourrait dire avec confiance que TOUTES elles se sont transformées en trous noirs maintenant que la lumière de leur vie stellaire passée nous atteint.

Il est sûr de dire qu'un nombre décent des étoiles que nous voyons sont mortes aujourd'hui. L'espace est infini, c'est donc une hypothèse sûre qu'il y a des étoiles à plus d'un milliard d'années-lumière qui n'ont pas vécu un milliard d'années. Par conséquent, ils seront morts avant que leur lumière n'atteigne la Terre. De plus, plus la masse de l'étoile est grande, plus elle brûle rapidement son carburant, de sorte que les étoiles qui deviendront des trous noirs sont moins susceptibles d'être encore en vie. Je n'ai pas d'exemples spécifiques d'étoiles susceptibles de devenir des trous noirs dans le "futur", mais cela est extrêmement probable. Je mets l'avenir entre guillemets car cela s'est produit il y a 500 millions d'années, mais l'étoile est à 501 millions d'années-lumière de sorte que le fait qu'elle s'effondre dans un trou noir ne nous atteindra pas avant un autre million d'années. C'est difficile à expliquer conceptuellement.

Par exemple: l'étoile A est à 400 millions d'années-lumière. Cela signifie qu'il faut 400 millions d'années pour que la lumière arrive. Nous voyons l'étoile telle qu'elle était il y a 400 millions d'années. Si l'étoile A officiellement "formée" (a commencé la fusion dans son noyau) il y a 350 millions d'années et s'est effondrée dans un trou noir il y a 10 millions d'années, nous ne verrions pas encore la lumière de l'étoile en premier lieu, mais ce serait déjà un noir trou. Dans 50 millions d'années, nous verrions l'étoile commencer à se former, et dans 390 millions d'années, nous verrions l'étoile s'effondrer dans un trou noir.

https://xkcd.com/1342/ et http://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/1342:_Ancient_Stars

https://xkcd.com/1440/ et http://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/1440:_Geese

Serait-ce que ce sont déjà des trous noirs (les suffisamment grands) et que nous voyons juste la lumière émise pendant sa phase principale?

Pour certaines stars, ça pourrait l'être. Il y a certaines étoiles que nous pouvons observer individuellement et qui, à notre avis, pourraient plus ou moins devenir une supernova à tout moment. Bételgeuse est probablement l'exemple le plus célèbre. Il est à 640 années-lumière de là, il pourrait devenir une supernova de type II à tout moment (attendu dans les millions d'années à venir, mais pourrait se produire dans les 640 prochaines années que nous observons, de sorte que cela soit déjà arrivé). Cela pourrait devenir un trou noir quand il le fera (bien qu'une simple étoile à neutrons soit également sur les cartes, je crois, et probablement plus probablement).

De plus, lorsque nous observons une galaxie éloignée, il est certain (en ce qui concerne nos théories) que certaines des étoiles contribuant à la lumière de cette galaxie sont depuis devenues des trous noirs. Cependant, puisque nous ne résolvons pas les étoiles individuelles dans ces galaxies même avec nos meilleurs télescopes, vous pourriez avoir un argument si nous "voyons" les étoiles ou non.

est-il sûr de dire que la plupart des étoiles sont déjà mortes que nous voyons?

Les étoiles de notre galaxie, la Voie lactée, non. Il ne fait que 100 000 années-lumière, il contient 100 milliards - 1 billion d'étoiles, dont nous ne pouvons «voir» individuellement qu'une petite proportion. La plupart d'entre eux sont très proches, les plus éloignés vers 1500 années-lumière, et la plupart d' entre eux ne sont pas du tout des candidats à la supernova, encore moins des candidats au trou noir. Même en tenant compte de nos meilleurs télescopes, nous ne résolvons toujours qu'une petite proportion d'étoiles individuellement.

La galaxie connaît probablement environ une supernova tous les 50 à 100 ans. Donc, même si toutes ces étoiles étaient visibles (ce qu'elles ne sont pas: même des plus grandes étoiles de la galaxie, seule une petite proportion peut être vue à l'œil nu), et toutes les supernovae ont abouti à des trous noirs (dont ils ne font pas '' t), alors au plus 15-30 étoiles visibles à l'œil nu pourraient déjà être des trous noirs, et seulement jusqu'à 1000-2000 étoiles totales dans toute la galaxie, quelle que soit la visibilité, se situent entre la supernova et la terre entrant dans le futur cône de lumière de cette supernova. Cette limite supérieure extrêmement lâche n'est en aucun cas «la plupart des étoiles que nous voyons», et en fait, il est probable qu'aucune des étoiles que vous voyez lorsque vous regardez le ciel nocturne ne soit déjà un trou noir. Il se pourrait bien qu'aucun d'entre eux ne le soit jamais.

Il est également peu probable qu'une étoile que vous observez à l'œil nu soit morte, car leur durée de vie est de l'ordre de 10 millions d'années (pour la plus grande) à des milliards d'années, et leurs distances à la Terre sont de 1500 années-lumière ou moins. Mais il y a quelques stars, comme Betelgeuse, que nous savons proches de la fin de leur vie et qui pourraient donc être "déjà mortes" dans ce sens.

En utilisant des télescopes, nous pouvons voir certaines étoiles individuelles dans les galaxies voisines, ou du moins les observer indirectement car elles éclairent les nébuleuses que nous voyons, jusqu'à quelques dizaines de millions d'années-lumière de distance (celles-ci ont tendance à être des supergéantes bleues, je pense ). Parmi ceux-ci, ceux qui sont sur le point de se transformer en trou noir peuvent avoir une durée de vie inférieure ou égale à leur distance de nous. Ce n'est pas nécessairement le cas que tous ou même la plupart d'entre eux deviennent des trous noirs, je ne sais pas ce qui est typique des types d'étoiles en question, mais pour ces étoiles, vous pouvez dire que beaucoup ou la plupart sont déjà des trous noirs. Les étoiles résolues individuellement les plus éloignées sont toutes mortes d'une manière ou d'une autre.

Si vous nous permettez de "voir" chaque étoile dans une galaxie très lointaine, même si nous ne pouvons pas en résoudre individuellement avant la supernova, alors les chiffres changent à nouveau, mais mon instinct est que ce n'est pas le cas que "la plupart" de l'univers observable est déjà effondré dans des trous noirs. Mais les étoiles peuvent bien être mortes même si ce ne sont pas des trous noirs. Nous pouvons voir des galaxies à plus de 10 milliards d'années-lumière, ce qui correspond à la durée de vie d'une étoile comme le Soleil. Pour arriver à "la plupart", cependant, vous devez d'abord convenir de ce qui compte comme une étoile et ensuite examiner quels types d'étoiles ces galaxies contiennent. Si vous finissez par conclure que la plupart des étoiles sont (par rapport au Soleil) de minuscules petites choses brun-rouge avec des durées de vie de plusieurs dizaines de milliards d'années, alors la plupart des étoiles ne sont pas ''

Notez qu'en relativité restreinte, le concept de "simultané" est un peu difficile à cerner. Mais j'ai suivi la convention selon laquelle si quelque chose est à X années-lumière de distance, alors tout ce que nous en observons d'ici à X ans à partir de maintenant s'est "déjà produit". Nous n'avons pas nécessairement le droit de dire où c'est "déjà arrivé", car ce n'est pas dans notre cône de lumière passé, mais assez bon :-)

Toutes les étoiles qui meurent ne deviennent pas des trous noirs. Seuls les très, vraiment massifs, les "géants" qu'ils appellent. Ils sont rares. Aucune des étoiles visibles à l'œil nu depuis la Terre n'est suffisamment massive pour être des trous noirs. Les scientifiques peuvent déterminer la masse d'une étoile à l'aide du diagramme de Hertzsprung – Russell.

C'est un scénario possible cependant, mais pas sur Terre.

C'est possible parce que la lumière émise par une étoile vivante voyagera pour toujours jusqu'à ce qu'elle soit absorbée par la matière sur son chemin. Ainsi, une étoile peut être morte pendant des éons avant que la lumière ne soit finalement absorbée par quelque chose - comme une planète extraterrestre et des yeux extraterrestres - loin et longtemps après que l'étoile porteuse de lumière ait atteint le statut de trou noir. C'est juste que, spécifiques à la situation de la Terre, les étoiles visibles ne sont pas des trous noirs parce que leurs masses ne sont pas assez grandes.

C'est possible. Supposons que l'humanité se soit formée il y a 195000 ans (le plus ancien fossile humanoïde trouvé) et qu'une étoile très massive située à moins de 195000 années-lumière de là soit devenue une supernova ou même implosée dans un trou noir. Historiquement, les gens ont documenté avoir vu des supernovas dans le passé et si l'une d'entre elles aurait été des étoiles suffisamment massives, alors c'est peut-être une formation de trou noir qui a été observée. Cependant, aucun trou noir n'est situé dans les zones décrites par les descriptions faites par les témoins, mais en voir un est possible, espérons qu'il n'est pas très proche de notre système. Le GRB résultant pourrait gâcher votre journée.