É possível que algumas estrelas já sejam buracos negros, mas vemos a luz emitida antes de se tornar um buraco negro?

Para as estrelas, vemos que estão queimando combustível a um ritmo acelerado, muito brilhantes (ou qualquer estrela suficientemente distante de nós), será que eles já são buracos negros (os suficientemente grandes) e somos apenas vendo a luz emitida durante a fase principal? Então, se sim, é seguro dizer que a maioria das estrelas já está morta que vemos?

Edit: Agradeço todas as respostas. Esta foi uma leitura fascinante. Eu também odeio ter que selecionar uma "resposta" quando colhi algo de todos eles.

Depende do que você quer dizer com "ver". Eu suponho que você quer dizer a olho nu. Vamos fazer alguns cálculos aproximados para estimar as probabilidades.

A estrela mais distante visível a olho nu é Deneb , distância estimada em torno de 1550 anos-luz. A maioria das estrelas visíveis a olho nu estão muito mais próximas. Como até o tipo de estrela que forma um buraco negro vive alguns milhões de anos, esperamos que talvez até uma estrela suficientemente grande em mil tenha formado um buraco negro durante o tempo em que sua luz estava a caminho de nós.

Existem cerca de 5000 estrelas visíveis a olho nu em boas condições, mas apenas uma centena de massa suficiente para formar buracos negros. Portanto, nessa base, as chances são de que haja no máximo uma dessas estrelas, e provavelmente nenhuma.

Para estimar isso de outra maneira, considere que existe em média uma supernova em uma galáxia por século . Comparando a distância da estrela visível mais distante com o diâmetro da galáxia, eu estimo que podemos ver no máximo 1/2500 da Via Láctea, então devemos esperar que apenas uma estrela visível seja supernova a cada 250.000 anos. Dividindo isso pela distância em anos-luz até as estrelas visíveis mais distantes, temos apenas uma chance em cem de que alguma das estrelas visíveis tenha se tornado supernova durante o tempo em que sua luz estava a caminho de nós.

Uma ressalva é que eu recebi esses números de fontes diferentes, com base nas pesquisas do Google. No entanto, parece claro que as chances não são boas. Espero que um dos especialistas possa fornecer melhores dados.

Não, acho que a maioria das estrelas grandes o suficiente para formar buracos negros precisa de alguns milhões de anos para fazer isso, do nascimento à morte. Como só podemos ver estrelas na Via Láctea a algumas dezenas de milhares de anos-luz de distância, apenas cerca de 1% delas deveria ter colapsado em um buraco negro desde que emitiram a luz que agora vemos aqui.

Mas muitos do mesmo tipo de estrelas gigantes observadas na galáxia de Andrômeda, a mais de 2 milhões de anos-luz de distância, podem ter se transformado em buracos negros "hoje". Porque o tempo de viagem leve é ​​comparável com a vida útil. Se pudéssemos observar essas jovens estrelas gigantes a mais de 0,1 bilhão de anos-luz de distância, poderíamos dizer com confiança que TODAS elas se transformaram em buracos negros agora, à medida que a luz de sua vida estelar passada chega até nós.

É seguro dizer que um número decente de estrelas que vemos estão mortas hoje. O espaço é infinito, portanto, é seguro presumir que existem estrelas a mais de um bilhão de anos-luz de distância que não viveram um bilhão de anos. Portanto, eles terão morrido antes que sua luz chegue à Terra. Além disso, quanto maior a massa da estrela, mais rápido ele queima seu combustível, portanto é menos provável que as estrelas que se tornarão buracos negros continuem vivos. Não tenho exemplos específicos de estrelas que provavelmente se tornarão buracos negros no "futuro", mas é extremamente provável. Coloquei o futuro entre aspas porque aconteceu 500 milhões de anos atrás, mas a estrela está a 501 milhões de anos-luz de distância, de modo que o fato de estar entrando em colapso em um buraco negro não chegará a nós por mais um milhão de anos. É difícil de explicar conceitualmente.

Como exemplo: a estrela A está a 400 milhões de anos-luz de distância. Isso significa que leva 400 milhões de anos para a luz chegar aqui. Estamos vendo a estrela como era há 400 milhões de anos. Se a Estrela A oficialmente "se formasse" (iniciasse a fusão em seu núcleo) há 350 milhões de anos e colapsasse em um buraco negro há 10 milhões de anos, ainda não veríamos a luz da estrela em primeiro lugar, mas já seria um preto orifício. Em 50 milhões de anos, veríamos a estrela começar a se formar, e em 390 milhões de anos veríamos a estrela entrar em colapso em um buraco negro.

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

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

Será que eles já são buracos negros (os suficientemente grandes) e estamos vendo a luz emitida durante a fase principal?

Para algumas estrelas, sim, poderia ser. Existem certas estrelas que podemos observar individualmente, e que acreditamos que poderiam ser supernovas mais ou menos a qualquer momento. Betelgeuse é provavelmente o exemplo mais famoso. Está a 640 anos-luz de distância, poderia ser uma supernova do tipo II a qualquer momento (esperado nos próximos milhões de anos, mas pode acontecer nos próximos 640 anos como observamos, de tal forma que já aconteceu). Pode se tornar um buraco negro quando acontecer (embora uma mera estrela de nêutrons também esteja presente, acredito, e provavelmente mais provável).

Além disso, quando observamos uma galáxia distante, é certo (no que diz respeito a nossas teorias) que algumas das estrelas que contribuem para a luz dessa galáxia se tornaram buracos negros. No entanto, como não estamos resolvendo estrelas individuais nessas galáxias, mesmo com nossos melhores telescópios, você pode discutir se estamos "vendo" as estrelas ou não.

é seguro dizer que a maioria das estrelas já está morta que vemos?

Estrelas em nossa galáxia, a Via Láctea, não. São apenas 100 mil anos-luz de diâmetro, contém 100 bilhões - 1 trilhão de estrelas, das quais podemos "ver" individualmente apenas uma pequena proporção. A maioria das pessoas são muito próximos, o mais cerca de 1500 anos-luz, ea maior parte aqueles não são candidatos de supernovas em tudo, muito menos candidatos buraco negro. Mesmo permitindo nossos melhores telescópios, ainda resolvemos apenas uma pequena proporção de estrelas individualmente.

A galáxia provavelmente experimenta aproximadamente uma supernova a cada 50-100 anos. Portanto, mesmo que todas fossem estrelas visíveis (o que não são: mesmo as maiores estrelas da galáxia, apenas uma pequena proporção pode ser vista a olho nu), e todas as supernovas resultaram em buracos negros (que eles não t), então no máximo 15 a 30 estrelas visíveis a olho nu já poderiam ser buracos negros, e apenas 1000 a 2000 estrelas totais em toda a galáxia, independentemente da visibilidade, estão na duração entre a supernova e a Terra entrando no futuro cone de luz dessa supernova. Esse limite superior extremamente flexível não é de modo algum "a maioria das estrelas que vemos" e, de fato, as chances são de que nenhuma das estrelas que você vê quando olha para o céu noturno já seja um buraco negro. Pode muito bem ser que nenhum deles jamais será.

Também é improvável que qualquer estrela que você observe a olho nu esteja morta, pois a vida útil é da ordem de 10 milhões de anos (a maior) a bilhões de anos, e suas distâncias da Terra são de 1500 anos-luz ou menos. Mas existem algumas estrelas, como Betelgeuse, que sabemos que estão perto do fim de suas vidas e que, portanto, podem estar "já mortas" nesse sentido.

Usando telescópios, podemos ver algumas estrelas individuais em galáxias próximas, ou pelo menos indiretamente observá-las, pois estão iluminando nebulosas que vemos, a algumas dezenas de milhões de anos-luz de distância (estas tendem a ser super-gigantes azuis, eu acho ) Desses, aqueles que estão prestes a se transformar em um buraco negro podem ter vidas inferiores ou iguais à sua distância de nós. Não é necessariamente o caso de que todos ou a maioria deles se tornem buracos negros, não sei o que é típico dos tipos de estrelas em questão, mas para essas estrelas você pode dizer que muitas ou a maioria já são buracos negros. As estrelas mais distantes resolvidas individualmente estão todas mortas, de um jeito ou de outro.

Se você permitir que "vejamos" cada estrela em uma galáxia muito distante, mesmo que não possamos resolvê-las individualmente antes da supernova, os números mudarão novamente, mas meu instinto é que não é o caso "da maioria" do universo observável já está desmoronado em buracos negros. Mas as estrelas podem estar mortas, mesmo que não sejam buracos negros. Podemos ver galáxias a mais de 10 bilhões de anos-luz de distância, o que representa quase toda a vida de uma estrela como o Sol. Para chegar a "maioria", no entanto, você precisa primeiro concordar com o que conta como estrela e, depois, pesquisar quais tipos de estrela essas galáxias contêm. Se você acabar concluindo que a maioria das estrelas é (em comparação com o Sol) pequenas coisas marrom-avermelhadas com vidas nas dezenas de bilhões de anos, então a maioria das estrelas não será '

Observe que, na relatividade especial, o conceito de "simultâneo" é um pouco difícil de definir. Mas segui a convenção de que, se algo está a X anos-luz de distância, qualquer coisa que observarmos entre agora e X anos a partir de agora "já aconteceu". De onde estamos, não temos necessariamente o direito de dizer que "já aconteceu", pois não está em nosso cone de luz do passado, mas é bom o suficiente :-)

Nem todas as estrelas que morrem se tornam buracos negros. Somente os realmente, realmente enormes, os "gigantes" que eles chamam. Eles são raros. Nenhuma das estrelas visíveis a olho nu da Terra é grande o suficiente para ser buracos negros. Os cientistas podem dizer a massa de uma estrela usando o diagrama de Hertzsprung-Russell.

É um cenário possível, no entanto, apenas não na Terra.

É possível porque a luz emitida por uma estrela viva viaja para sempre até que seja absorvida pela matéria em seu caminho. Assim, uma estrela pode estar morta por eras antes que a luz seja finalmente absorvida por algo - como um planeta alienígena e olhos alienígenas - muito longe e muito tempo depois que a estrela portadora de luz atingiu o status de buraco negro. É exatamente tão específico para a situação da Terra que as estrelas visíveis não são buracos negros porque suas massas não são grandes o suficiente.

É possível. Digamos que a humanidade tenha se formado 195.000 anos atrás (o fóssil humanóide mais antigo encontrado) e uma estrela muito massiva a menos de 195.000 anos-luz de distância tenha sido supernova ou mesmo implodida em um buraco negro em 195000 anos, há uma chance de que algum humanóide possa ter visto. Historicamente, as pessoas documentaram ter visto supernovas no passado e, se alguma dessas estrelas fosse suficientemente massiva, pode haver uma formação de buraco negro que foi testemunhada. No entanto, nenhum buraco negro está localizado nas áreas descritas pelas descrições feitas pelas testemunhas, mas é possível ver um deles, apenas espero que não esteja muito próximo do nosso sistema. O GRB resultante pode arruinar o seu dia.