星の数はいつ最大になりますか？

宇宙には非常に大まかに「ほくろ」の星があります。ウィキペディアでは、見積もりを引用していますが、この数字はいくつかの議論に関連しており、不確実です。$3 \times 10^{23}$

宇宙の星の数が最大になる時期の推定値があるかどうかを知りたい。漸近的に何らかの最大値まで増加すると予想されますか、それともピークに達してから減少します。

これは、茶色または黒色のwar星オブジェクトがカウントされるかどうかに関係なく、「星」の定義が何であるかに依存する可能性があると思います。事前に指定する必要はありません。適切な情報に基づいた適切な回答にこの情報が含まれている可能性が高くなります。

TL; DR今から数千億年の間に。（一緒に移動するボリュームの場合）次に読み進めてください。

恒星の残骸が含まれる場合、バリオンの成分が崩壊し始めた場合、その答えは実際に非常に遠い未来になります。そのため、「星」とは、光度を高めるために核融合反応を受けているものを意味すると仮定します。さらに、太陽の近くで見られる恒星質量関数（$N(m)$は単位質量あたりの星の数）は、すべての銀河の集団を常に表していると仮定します（仮定をせずに開始することは困難です）この）。

生まれた星の数は、時間の経過（積分）と$N(m)$質量（m ）の合計に、宇宙の移動体積$\Phi(t)$で質量が星に変わる速度を掛けたものに等しくなります。

次に、同じ移動ボリューム内での恒星の死亡率の時間と質量の合計を減算する必要があります。恒星の死亡率は、時間で恒星出生率である$t-\tau(m)$、$\tau(m)$質量依存恒星寿命です。バイナリシステムでの物質移動は無視し、倍数は独立した恒星成分として扱うことができると仮定します。

したがって、時間における星の数$t$約ある

私は何らかの分析的近似を試みようとしていました（そしておそらくそうするでしょう）が、Madau＆Dickinson（2014）はそれをより良く行い、星の寿命の金属性依存性と銀河の化学進化を考慮しました。星形成率は約100億年前にピークに達しましたが、現在では桁違いに低く、39億年の時定数で指数関数的に減少しています。

統合された星の質量は、図11に示されています（下図）。それは今日も増え続けていますが、非常に低いレートで、最大値を超えていません。これは、ほとんどの星の質量が太陽質量0.2〜0.3で、寿命が宇宙の年齢よりもはるかに長いためです。これらの星が非常に遅い速度で追加されたとしても、それらの死亡率は現在ゼロです。

星の形成が低レベルで続いた場合、星の数は、最も早い時期に生まれた恒星の質量関数のピーク付近の星が死に始めて初めて大幅に減少し始めます。0.25の太陽質量の星の寿命は約1兆年です（Laughlin et al。1997）。

一方、星の形成が今や停止した場合、星の数はすぐに減少し始めます。

おそらく、現在の指数関数的な減少は続き、ピークは0.8〜0.9の太陽質量の星が消滅し始める数十億年後に来ると考えることができます。しかし、星形成の時間依存性を説明する第一原理理論がないことを考えると、これは未来学です。したがって、与えられる最良の答えは、現在から数千億年の間にあると思います。

この回答では、移動するボリュームを想定していることに注意してください。質問が観測可能な宇宙に関して表現されている場合、星の数がほぼプラトーに達しているため、答えは観測可能な宇宙の体積が最大化される年齢に近くなります。「近い」と言うのは、観測可能な宇宙には、すべての宇宙の時代の距離スライスにある星が含まれていることを考慮する必要があるからです。私はこの恐ろしい計算を行うために不本意ですが、現在の一致宇宙モデルは私たちの観測可能な宇宙を持っているノートはゆっくりと遠い将来で億約60光年に、今、450億光年の半径の周りから増加デイビス＆ウィーバー2005、およびこれは、一緒に移動するボリュームの星の数のゆっくりとした減少を補うかもしれません。