¿Cuál es el tiempo característico de la evaporación de las galaxias?

Para que una estrella abandone su galaxia, probablemente requiere una casi colisión de 3 cuerpos en el borde de la galaxia. Es improbable, pero posible. Y, si una estrella una vez de alguna manera obtuvo la velocidad requerida para escapar de la galaxia, escapará y nunca volverá.

Así, las galaxias deberían tener un tiempo característico de su evaporación , lo que podría calcularse. Sospecho que este tiempo es probablemente más largo que otros procesos relacionados (expansión del Universo, fin de la edad de las estrellas, etc.), pero existe y probablemente se puede calcular (muy probablemente, mediante simulaciones numéricas).

Probablemente también dependa del tamaño y la densidad estelar de la galaxia.

¿Fue calculado? ¿Como es de grande?

Los agujeros negros supermasivos y los agujeros negros "insignificantes" pueden expulsar estrellas (no en el borde) de una galaxia ( newscientist.com/article/… ), entonces, ¿no es necesario que eso se incluya en la respuesta? Además, ¿qué estás preguntando con la pregunta "¿Sucedió?" ¿Estás preguntando si una galaxia ya se evaporó?
@ Bob516 Entiendo esto sobre el "tiempo característico de la evaporación de una galaxia": cuánto tiempo desaparecería la galaxia, si la tasa de evaporación (en estrellas / año) no cambiaría debido a otros procesos.

Respuestas (1)

El tratamiento estándar se puede encontrar en ( Binney & Tremaine 2008 ), pero ver también ( Adams & Laughlin 1997 ) para un buen tratamiento.

La escala de tiempo general para la evaporación galáctica es

τ mi v a pag = 100 τ r mi yo a X ∼ 10 19
años.

La escala de tiempo de relajación

τ r mi yo a X = R v norte 12 en ⁡ ( norte / 2 ) ,
dónde R es el tamaño del sistema, v es la velocidad aleatoria típica, y norte es el número total de estrellas. Esto corresponde al tiempo que se tarda en aleatorizar por completo la velocidad de una estrella mediante interacciones con otras estrellas.

Esto coincide muy de cerca con el tiempo estimado dado aquí: en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_the_far_future
¿Supone esto que $ N $ es constante (es decir, nace el mismo número de estrellas que mueren)?
@Graipher - Sí, se supone norte permanece constante. En la práctica, esto no importa mucho, ya que la formación de estrellas declina desde principios de la era estelífera, por lo que el error es, como mucho, un pequeño factor multiplicativo totalmente inundado por otras incertidumbres como la dispersión de la velocidad.
Lo curioso es que la evaporación de la galaxia es sorprendentemente baja. Tenemos ≈ 10 11 estrellas en nuestra galaxia, lo que lleva a una tasa de evaporación de 1 estrella cada 100 millones de años. Con otras palabras, ≈ 140 estrellas expulsadas de nuestra galaxia hasta ahora.
@peterh-ReinstateMonica - ~140 expulsados ​​por este tipo de evento aleatorio. Hay algunas estrellas hipervelocidad más debido a encuentros cercanos con el agujero negro central.
@AndersSandberg Parece que el agujero negro central es un "evaporador" mucho más efectivo. (Perdón por no aceptar, parece que esta pregunta es popular y me gustaría llamar la atención. La aceptaré nuevamente en algunos días).
@peterh-ReinstateMonica: hay varios procesos discutidos en Binney & Tremaine, con diferentes eficiencias a lo largo del tiempo (podría llevarlos a la respuesta, pero no sería muy conciso). La eventual disolución se debe más a los efectos estadísticos lentos que a los "encuentros difíciles", pero hay bastante cálculo involucrado.
@AndersSandberg 10 19 años es aproximadamente mil millones de veces la edad actual del Universo. ¿Esa escala de tiempo de evaporación tiene en cuenta la expansión acelerada del espacio debido a la energía oscura?
@ChappoSaysSEDuddedMonica: la expansión acelerada no afecta fuertemente la dinámica dentro de los sistemas galácticos (muchas otras respuestas sobre eso aquí). Mucho antes de que ocurra la evaporación, cada galaxia estará en su propio pequeño universo insular, y las estrellas expulsadas pronto (después de unos pocos miles de millones de años) estarán solas en el espacio intergaláctico sin nada visible.
@AndersSandberg (después de leer mucho más) sí, ¡es un futuro oscuro y solitario! De hecho, se espera que todas las estrellas de nuestra galaxia fusionada Milkomeda hayan agotado sus combustibles después de ~ 10 14 años, dejando sólo remanentes estelares y enanas marrones. Si ese es el caso, el período estelífero de nuestra galaxia representa solo el primer 0,001% de la escala de tiempo para la evaporación galáctica.
@ChappoSaysSEDuddedMonica Creo que una galaxia de restos estelares se evapora aproximadamente con la misma intensidad. Pregunta más interesante: después de esto 10 20 años, las estrellas estarán dispersas en el Universo. ¿De dónde viene su energía potencial gravitacional? (¿Qué es "falso"?)
@peterh-ReinstateMonica Dudded es la jerga australiana para engañar, robar, dejar en la estacada .
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