Wie weit ist der nächste kompakte Sternrest wahrscheinlich entfernt?

Neutronensterne und Schwarze Löcher sind schwer zu erkennen, wenn sie einzeln sind, und es scheint große Unsicherheiten darüber zu geben, wie häufig sie sind. Weiße Zwerge sind viel einfacher zu erkennen und der nächste ist Sirius B, nur 2,6 Parsec von hier entfernt. Sollten wir erwarten, dass exotische Gesellschaft noch näher kommt? Wie wahrscheinlich ist es, dass wir einen noch unentdeckten kompakten Stern in der Nähe haben, so nah wie unser nächster aktiver Stern? Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, einen von ihnen in der Nähe zu entdecken?

Wie konnte ein noch unentdeckter entdeckt werden? Könnte eines der kommenden Himmelsvermessungsteleskope es fangen oder müsste man sich auf ein seltenes Mikrolinsenereignis verlassen? Wie würde es dann beobachtet werden? Würde solch ein exotisches Objekt, sagen wir nur eine Parsec entfernt, angesichts seiner relativistischen Effekte und seiner seltsamen Zusammensetzung wichtige Einblicke in die Physik geben?

Es kann keinen näheren weißen Zwerg geben. Die coolsten, ältesten weißen Zwerge (3000K) wären selten, aber sie leuchten immer noch $6\times10^{-6} L_{\odot}$ , um in Entfernungen näher als Sirius leicht erkannt zu werden. In der Entfernung von Sirius hätte ein solches Objekt eine visuelle Größe von etwa 12-13 und wäre bei Wellenlängen im nahen Infrarot heller, wo alle Himmelsvermessungen wie 2MASS es definitiv von seiner Parallaxe entdeckt hätten.

Neutronensterne und Schwarze Löcher könnten fast nicht nachweisbar sein, werden aber voraussichtlich etwa 10- bzw. 100-mal seltener sein. Berechnet wie folgt:

Nehmen wir an , dass $N$ - Stars haben immer in der Milchstraße geboren, und sie Massen zwischen 0,1 und 100 gegeben $M_{\odot}$ . Nehmen wir als nächstes an, dass Sterne mit einer Massenverteilung geboren wurden, die sich der Salpeter-Massenfunktion annähert - $n(m) \propto m^{-2.3}$ . Nehmen wir dann an, dass alle Sterne mit einer Masse von $m>25M_{\odot}$ ihr Leben als Schwarze Löcher beenden, alle Sterne mit $8<m/M_{\odot}<25$ ihr Leben als Neutronensterne beenden und etwa die Hälfte der Sterne mit $0.9<m/M_{\odot}<8$ beenden ihr Leben als weiße Zwerge (die andere Hälfte lebt noch als Hauptreihensterne, ebenso wie alle Sterne, die mit niedrigeren Massen geboren wurden).

Wenn also $n(m) = Am^{-2.3}$ , dann

$^{-3}$$(3/4\pi n)^{1/3}$

Somit ist der Abstand zum nächsten Weißen Zwerg ungefähr wie erwartet. Aus Gründen, die in meiner Antwort auf diese verwandte Frage erörtert wurden, ist die Entfernung, die zu den nächsten Überresten von Schwarzen Löchern und Neutronensternen berechnet wird, wahrscheinlich eine Unterschätzung, da viele aus der Galaxie entkommen oder sehr hohe Geschwindigkeitsdispersionen und viel größere galaktische Skalenhöhen als normale Sterne aufweisen. Obwohl es möglich ist , dass ein unsichtbarer näher als Sirius existiert, ist dies höchst unwahrscheinlich.

Wie könnte ein solches Objekt erkannt werden? Ein alter, kalter Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch könnte bei allen Wellenlängen elektromagnetischer Strahlung vollständig nicht nachweisbar sein - obwohl es nützlich sein könnte, mögliche Detektionskandidaten [siehe unten] sorgfältig auf Anzeichen von Röntgenemission aufgrund von Akkretion aus dem interstellaren Medium zu untersuchen. . Aber Ihre Frage hat meiner Meinung nach den richtigen Vorschlag. Die Objekte würden wahrscheinlich eine wesentliche Eigenbewegung haben, und daher besteht eine gute Chance, dass Sie eine "sich bewegende" Gravitationslinsen-Signatur sehen. Dies wäre immer noch sehr klein, wenn das Objekt nicht zufällig direkt vor einem Hintergrundstern vorbeikäme - ein solches Mikrolinsenereignis wäre jedoch vorübergehend und könnte möglicherweise nicht beobachtet werden. Wahrscheinlicher ist, dass Gaia die subtilen Verschiebungen in den Positionen der Hintergrundsterne aufnimmt, die sich in den 5 Jahren seiner Mission ändern. Wie bei Ihrer anderen Frage:Wird Gaia inaktive Neutronensterne entdecken?