ท้องฟ้ายามค่ำคืนจะมองจากภายในกระจุกทรงกลมอย่างไร

22

เมื่ออากาศแจ่มใสเราสามารถมองดูดวงดาวได้ และโดยปกติเราจะเห็นหลายพันคนพวกเขาทั้งหมดเป็นมากกว่าห่างจากเรา $\textrm{pc}$

ขณะนี้มีกระจุกดาวทรงกลมซึ่งประกอบด้วยบางดาวเข้มข้นไม่กี่พื้นที่ จาก oustside พวกเขามีลักษณะเช่นนี้: $10^5$ $\textrm{pc}$

กระจุกดาวทรงกลม

ตอนนี้พวกเขา (และทั้งท้องฟ้า) มองจากด้านในได้อย่างไร ลองจินตนาการว่าระบบสุริยจักรวาลอยู่ในกระจุกนั้น มันจะเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่หรือไม่? จะมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างกลางวันและกลางคืนหรือไม่? มันจะง่ายขึ้นหรือยากขึ้นที่จะศึกษาทางดาราศาสตร์ที่นั่น?

ป.ล. หน่วยกิตสำหรับคำถามไปที่ Ross Church

amateur-observing fundamental-astronomy globular-clusters

— Alexey Bobrick
แหล่งที่มา

1

ฉันไม่แน่ใจ แต่ฉันคิดว่าไม่มีเขตที่อยู่อาศัยที่มั่นคงภายในกระจุกดาวทรงกลม (GC) ยกเว้นในส่วนนอก ความหนาแน่นของดาวฤกษ์สูงมากจนวัตถุคล้ายระบบสุริยะจะถูกทำลาย / ถูกทำลายโดยการเผชิญหน้ากับดาวฤกษ์ ดังนั้นชีวิตที่เรารู้ว่ามันอาจไม่เคยมี ยิ่งไปกว่านั้นเศษส่วนขององค์ประกอบที่ไม่ใช่ธาตุดั้งเดิม ("โลหะ" ในสแลงดาราศาสตร์) นั้นต่ำมากอย่างน้อยใน GCs เก่าของทางช้างเผือก ดาวต่ำมีโอกาสน้อยที่จะเป็นโฮสต์ของดาวเคราะห์ ดังนั้นจึงไม่มีใครสังเกตท้องฟ้ายามค่ำคืนของ GC ได้

Z

$Z$

Z

$Z$

— วอลเตอร์

1

เรียน @Walter ใช่ถูกต้องแล้ว ระบบพลังงานแสงอาทิตย์จะไม่เสถียรนานกว่าปีและจะไม่เกิดขึ้นที่นั่น อย่างไรก็ตามฉันยังคงอยากรู้ว่าท้องฟ้าจะเป็นอย่างไรถ้าคน ๆ หนึ่งสามารถนำดวงอาทิตย์และโลกมารวมกันเป็นกลุ่มได้

10^{3}

$10^3$

— Alexey Bobrick

3

เรื่องราวของ Asimov Nightfallอธิบายสถานการณ์นี้

— dotancohen

1

@ วอลเตอร์ Dr. Rosanne DiStefano ให้เหตุผลว่า HZ นั้นอยู่ใกล้กับดาวแคระแดงที่อยู่ใน GCs จนแทบไม่ถูกรบกวนจากการเผชิญหน้ากับดาวฤกษ์ และนั่นไม่มีความสัมพันธ์ที่สังเกตได้ระหว่างความเป็นโลหะของดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์นอกระบบที่รู้จัก (เทียบกับยักษ์ก๊าซ)

— LocalFluff

14

กระจุกดาวทรงกลมนั้นเป็นสถานที่ที่น่าสนใจในสเปกตรัมของระบบดาวฤกษ์คอมโพสิต เมื่อคุณชี้ให้เห็นพวกมันเป็นกลุ่มดาวที่มีความเข้มข้นสูงและดูเหมือนว่าจะไม่มีสสารใด ๆ ที่มืดเหมือนกาแลคซีแคระขนาดใหญ่

การโต้ตอบแบบไบนารี่มีความสำคัญมากในการจำลองกระจุกดาวทรงกลมและน่าสนใจพอ (อาจไม่น่าแปลกใจ) ตัวอย่างหนึ่งของการค้นพบดาวเคราะห์ที่พบในกระจุกดาวทรงกลมนั้นอยู่รอบระบบดาวคู่ (ดู: PSR B1620-26 b ; พบดาวเคราะห์ที่โคจรรอบพัลซาร์และดาวแคระขาว นี่ไม่ใช่การบอกว่าไม่มีตัวอย่างอื่น ๆ อย่างไรก็ตามนี่เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดสำหรับฉันที่จะเจอ ฉันสนใจที่จะรู้ว่าสถานการณ์นี้เป็นอย่างไรและนอกจากนี้ความเสถียรที่ได้รับจากสภาพแวดล้อมที่อาจมีความวุ่นวายสูงการคาดเดาเหล่านี้ไม่ได้ตอบคำถามของคุณ แต่ฉันคิดว่ามันน่าสนใจพอที่จะนำมาเป็นหลักฐาน ในความโปรดปรานของคำถามของคุณไม่ได้เป็นคนที่ไม่มีเหตุผลที่จะถาม

จากหน้า wiki:

กระจุกดาวทรงกลมนั้นมีดาวฤกษ์หนาแน่นมาก โดยเฉลี่ยประมาณ 0.4 ดาวต่อลูกบาศก์พาร์เซกเพิ่มขึ้นเป็น 100 หรือ 1,000 ดาวต่อลูกบาศก์พาร์เซกในแกนกลางของกระจุกดาว [26]ระยะทางโดยทั่วไประหว่างดาวฤกษ์ในกระจุกดาวทรงกลมคือประมาณ 1 ปีแสง[27]แต่ที่แกนกลางการแยกนั้นเปรียบได้กับขนาดของระบบสุริยะ (ใกล้ 100 ถึง 1,000 เท่าของดาวฤกษ์ใกล้กับระบบสุริยะ) . [28]

สิ่งนี้ดูเหมือนจะบ่งบอกว่าตำแหน่งภายในกระจุกทรงกลมนั้นค่อนข้างสำคัญ ถ้าที่แกนกลางระยะทางเฉลี่ยระหว่างดาวอยู่ใกล้กว่าสามพันเท่าของเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดคือดวงอาทิตย์ของเรา (การประมาณของฉันที่จะให้มุมมอง: ปีแสงสองสามถึง Proxima Centauri หารด้วย 100 ประมาณ 3000AU (ประมาณ 100 เท่ากว่าพลูโต) จากดวงอาทิตย์)) จากนั้นวงโคจรที่มั่นคงอาจถูกเลื่อนเข้าด้านในหรืออาจไม่มีอยู่จริงเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์สองทาง

อย่างไรก็ตามหากชีวิตมีอยู่ (สมมุติว่าเราจะทำเพื่อจุดประสงค์ของคำถามของคุณ) เราจะเห็นท้องฟ้ายามค่ำคืนที่แตกต่างกันมาก จากบทความนี้ความหนาแน่นของจำนวนดาวในกระจุกดาวทรงกลม M92 นั้นมีความเป็นไปได้ค่อนข้างดีซึ่งมีรูปร่างดังนี้

f_{W} = A {e^{- a E} - e^{- a E_{0}} [1 - a (E - E_{0})]}

$f_{W} = A\{ e^{-aE} - e^{-aE_{0}} [1 - a(E-E_{0}) ] \}$

E \leq E_{0}

$E \le E_{0}$

E = v^{2} / 2 + Φ (r)

$E = v^{2}/2 + \Phi(r)$

$\Phi(r)$ $E_{0}$

$10^{5}$ $10^{5}$ $L \propto f$ $D_{L}$ $10^{5}$

$M = -6.43$ $m=-38$ $d=1$
$m=-26.43$ $M=-6.43$ $d = .00326 ly$

กล่าวอีกนัยหนึ่งมหายักษ์สีน้ำเงินที่ระยะห่างเฉลี่ยระหว่างดวงดาวภายในกระจุกดาวทรงกลมน่าจะสดใสเท่ากับดวงอาทิตย์ของเรา! นี่มันบ้ามากจริงๆ ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์มันอาจทำให้เกิดสองวันหรืออาจเป็นหนึ่งวันซึ่งมากกว่าครึ่งเวลาที่ดาวเคราะห์ของคุณหมุนหนึ่งรอบ ฉันจะนึกภาพว่าสิ่งนี้จะรบกวนการสังเกตในเชิงแสง (และความยาวคลื่นที่สั้นลง)

— Astromax
แหล่งที่มา

m

$m$

M

$M$

E_{0}

$E_{0}$

R_{c o r e} / N_{*, c o r e}^{1 / 3}

$R_{core}/N_{*,core}^{1/3}$

1

เช่นเดียวกับ sidenote คำถามที่น่าสนใจอีกข้อหนึ่งก็คือจะมีอะไรจะเปลี่ยนแปลงได้หรือไม่ถ้าคลัสเตอร์นั้นมีหรือไม่มีแกนกลางยุบตัว นอกจากนี้คุณพูดถูกดาวที่โพสต์ -MS จะสร้างความแตกต่างในขณะนี้และเมื่อดูจากภายในคลัสเตอร์

— Alexey Bobrick

7

ในความเป็นจริงบางคนมองอย่างจริงจังมากขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้และได้ทำการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อให้เห็นท้องฟ้ายามค่ำคืนที่มองเห็นจากภายในกระจุกดาวทรงกลม

บทความนี้ปรากฏในวารสารดาราศาสตร์เมื่อเร็ว ๆ นี้

นี่เป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งของภาพทั่วไปภายในกระจุกดาวทรงกลม:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

สามารถดูการสนทนาเพิ่มเติมได้ที่นี่: http://io9.com/what-the-night-sky-would-look-like-from-inside-a-globul-1589324556

และวารสารที่มีบทความโดยวิลเลียมแฮร์ริสและเจเรมีเวบบ์สามารถพบได้ที่นี่: http://www.astronomy.com/magazine/press-releases/2014/05/july-2014

— Alexey Bobrick
แหล่งที่มา

6

ในตำแหน่งทั่วไปในกระจุกดาวทรงกลม (อาจอยู่กึ่งกลางระหว่างกึ่งกลางกับขอบ) มันจะมีดาวฤกษ์ที่สว่างมากขึ้นในท้องฟ้าเนื่องจากความหนาแน่นของดาว สิ่งเหล่านี้จะกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอบนท้องฟ้าโดยมีแสงสว่างมากขึ้นจากจุดศูนย์กลางของกระจุกดาวทรงกลม

$\approx -3$

ถ้าดวงตาของคนต่างด้าวของเราได้ดีในช่วงความยาวคลื่นที่ฉลาดท้องฟ้าจะดูเหมือนแดง กระจุกดาวทรงกลมนั้นมีดาวอายุหลายดวง (สีแดงมากกว่า) และดาวมวลน้อยมาก (สีน้ำเงินน้อยกว่า) เนื่องจากมันไม่ใช่ตำแหน่งของการก่อตัวดาวฤกษ์

— แซคลี่
แหล่งที่มา

4

ให้เราสมมติข้อมูลสำหรับกระจุกดาวทรงกลมจะเทียบเท่ากับที่ของM13

ให้ 300,000 ดาวและรัศมี 1 เท่าให้เราถือว่ามีความหนาแน่นเท่ากัน

ข้อสันนิษฐานอีกประการหนึ่งคือการพิจารณาดาวทุกดวงให้ดูเหมือนดวงอาทิตย์

ρ = \frac{300000 * 3}{4 π (1 l y)^{3}} \approx 9 \times 10^{- 44} m^{- 3}

$\rho = \frac{300000*3}{4\pi(1\ ly)^3} \approx 9 \times10^{-44}\ m^{-3}$

λ = \frac{1}{\sqrt{2} π D^{2} ρ}

$\lambda = \frac{1}{\sqrt{2}\pi D^2 \rho}$

D = 14 \times 10^{8} m

$D = 14 \times 10^{8}\ m$

λ \approx 10^{24} m \equiv 10^{8} l y

$\lambda \approx 10^{24}\ m \equiv 10^{8}\ ly$

ตอนนี้คุณไม่จำเป็นต้องเป็นอัจฉริยะเพื่อดูว่าท้องฟ้าจะดูว่าดาวที่ใกล้ที่สุดของคุณอยู่ไกลแค่ไหน มันเกือบจะเหมือนท้องฟ้าของเรา แต่มีดาวเยอะมากในทุกทิศทาง จะไม่มีการปรับขึ้นเป็นพิเศษในฟลักซ์ที่ได้รับ

ความหนาแน่นของตัวเลขนั้นสูงกว่าที่จุดศูนย์กลางมาก แต่แม้ว่าคุณจะถือว่าความหนาแน่นที่ศูนย์เป็นคำสั่งที่สูงกว่าค่าเฉลี่ยมุมมองที่ไม่น่าสนใจก็ยังมีอยู่! ดังที่แซคชี้ให้เห็นเราจะมีแสงความยาวคลื่นยาวมากเนื่องจากดาวอายุมากมาย

มีการกล่าวถึงว่ามุมมองแบบออพติคอลจะไม่น่าดึงดูดนัก แต่มีความตื่นเต้นในการเป็นจุดศูนย์กลางของกระจุกดาวทรงกลม มันยากมากที่จะอยู่ที่นั่นเป็นเวลานานเพื่อหลีกเลี่ยงการชนหรือรอดชีวิตจากรังสีและลมดาวฤกษ์จากการชนและโนวาซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับกระจุกดาวทรงกลม

— Cheeku
แหล่งที่มา

λ

$\lambda$

p c / N^{1 / 3} \approx 10^{- 2} p c

$pc/N^{1/3}\approx 10^{-2} pc$

ไม่ฉันใช้มันเป็นการประมาณคร่าวๆถึงลำดับระยะทางเฉลี่ยระหว่างดาวสองดวงใด ๆ ในกระจุกดาวทรงกลม

— Cheeku

10^{8}

$10^8$

ใช่การประมาณการนี้ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของจำนวนมากซึ่งฉันคิดว่าเป็นเครื่องแบบ ฉันค้นหาบทความจำนวนมากและมีการคำนวณระยะยาวบนสมุดบันทึกของฉัน แต่แล้วคุณจำเป็นต้องมีความคิดว่ามันจะ "ดู" ดังนั้น ...

— Cheeku

1

@ AlexeyBobrick ตอนนี้ฉันเข้าใจแล้ว ฉันได้เรียนรู้จากคำตอบของฉันเอง ดี!

— Cheeku