ความแตกต่างระหว่างดาวและกาแล็กซี่ซึ่งเป็นจุดกำเนิดสามารถตรวจจับได้หรือไม่?

เห็นได้ชัดว่าดาวจะเป็นจุดกำเนิด กาแลคซีควรจะเป็นหยดที่ผิดปกติถ้าอยู่ใกล้ แต่ถ้ามันอยู่ไกลมันก็ดูเหมือนว่ากาแลคซีก็จะเป็นแค่แหล่งกำเนิด

ระบุว่าทั้งดาวและกาแล็กซี่นั้นตรวจจับได้เฉพาะในฐานะที่เป็นแหล่งจุดที่นักดาราศาสตร์สามารถบอกพวกมันด้วยการเปลี่ยนสีแดง ด้วยวิธีอื่นบ้าง

คำถามติดตาม ...

กาแลคซีร้อยละเท่าไหร่ถ้าจักรวาลของเราเราตรวจพบได้ว่าเป็นแหล่งกำเนิดของจุดเท่านั้น?

star galaxy redshift

— MaxW
แหล่งที่มา

ร้อยละของกาแลคซีที่เราเห็นในขณะที่แหล่งกำเนิดนั้นขึ้นอยู่กับเครื่องมือแล้วคุณคิดว่าอันไหน

— cphyc

คำตอบ:

หากต้องการแยกกาแล็กซี่ออกจากดาวคุณสามารถใช้สเปกตรัม โดยประมาณดาวฤกษ์มีสเปกตรัมสีดำเหมือนสเปกตรัมที่มีคุณสมบัติต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับการดูดซับและการปล่อยรังสีในแนวสายตาและในโครโนสเฟียร์ของดาว

กาแลคซีในอีกด้านหนึ่งของสเปกตรัมที่ประกอบไปด้วยดาวฤกษ์มากมาย ยกตัวอย่างเช่นสเปกตรัมจะกว้างกว่ามาก (ตั้งแต่ความยาวคลื่นเล็กถึงใหญ่) เนื่องจากความหลากหลายในสเปกตรัมของดาวฤกษ์

ลองดูที่http://www.atnf.csiro.au/outreach/education/senior/astrophysics/spectra_astro_types.htmlหากคุณต้องการภาพรวมโดยย่อเกี่ยวกับความแตกต่าง

ฉันไม่มีจำนวนที่แน่นอนเกี่ยวกับจำนวนกาแลคซีที่เราเห็นว่าเป็นจุดกำเนิด แต่คำตอบแตกต่างกันอย่างมากจากเครื่องดนตรีหนึ่งไปยังอีกหนึ่ง หากคุณพยายามสังเกตกาแลคซีโดยใช้คลื่นวิทยุแบบกล้องโทรทรรศน์ในอินเตอร์เฟอโรเมทคุณสามารถแก้ไขสเกลได้ดีกว่ากล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กที่มองเห็นบนพื้นโลก ฯลฯ ...

— cphyc
แหล่งที่มา

เป็นไปได้หรือไม่ที่จะไปถึงความละเอียดสูงนั้นเพื่อตรวจจับคลื่นความถี่ที่แตกต่างกันจากสเปกตรัมที่มีการเปลี่ยนสีแดงสูง

— Lelouch

ยิ่งไปกว่านั้นดาวในกาแลคซีมีการเคลื่อนไหวมากกว่าพื้นผิวของดาวเส้นจะเบลอมากขึ้นโดยการขยับดอปเลอร์

— Loren Pechtel

นอกจากนี้คุณยังสามารถดูภาพที่จัดทำโดย Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ที่มีความละเอียดประมาณ 1 อาร์กเซคและเปรียบเทียบกับภาพจาก WISE Atlas ที่มีความละเอียดประมาณ 10 อาร์เซค (6 อาร์เซคดั้งเดิม PSF เพื่อปรับปรุงความไวของการตรวจจับวัตถุที่มีลักษณะคล้ายจุด) เปรียบเทียบกาแล็คซี่ที่ (179.710668548, -.438511083) - ดีและการแก้ไขในSDSSจุดจุดเด่นในAllWISE

— Sean Lake

@Lelouch เพราะสเปกตรัมทั้งหมดมีการเปลี่ยนเป็นสีแดงอย่างสม่ำเสมอคุณสามารถแก้ไขวงดนตรีและอื่น ๆ ... บนโลกแม้สำหรับกาแลคซีที่อยู่ห่างไกล แต่มีวงดนตรีในที่ปล่อยออกมาสเปกตรัมที่มองเห็นของจักรวาลเป็นเรื่องยากมากขึ้น

— cphyc

แม้แต่กาแลคซี "กลม" ก็ดูแตกต่างจากดาว

คำตอบของ cphyc เป็นคำถามที่ยอดเยี่ยม: สเปกโทรสโกปีเป็นคำตอบแม้ว่าตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง - กาแลคซีไม่ใช่แหล่งกำเนิดสัณฐานวิทยาของดาวและกาแล็กซี่ก็แตกต่างกัน: แม้กาแลคซีทรงกลมที่สังเกตเห็น แม้ว่าทั้งคู่จะเป็นทรงกลม แต่วิธีการที่แสงของพวกเขาตกลงไปในรัศมีต่างกัน แสงของดาวลดลงอย่างคร่าวๆตามการกระจายตัวแบบปกติจากศูนย์กลางและออก (โดยมีส่วนเสริมที่พับขึ้นอยู่กับเครื่องมือ) ในขณะที่ค่าความสว่างพื้นผิวของกาแลคซีลดลงในแบบที่ค่อนข้างซับซ้อนกว่า (เช่นรายละเอียดSérsic )

กาแลคซีสามารถเป็นแหล่งกำเนิดของจุดได้หรือไม่?

Wrt ส่วนของกาแลคซีที่เป็นจุดกำเนิดคำตอบนั้นแทบไม่มีเลย กาแลกซี่สามารถแก้ไขได้เกือบทุกครั้งแม้ว่า cphyc จะพูดอย่างถูกต้องว่าไม่ใช่เครื่องมือใด ๆ กล้องโทรทรรศน์วิทยุและรังสีแกมม่ามีความละเอียดต่ำมากและในช่วงความยาวคลื่นเหล่านี้มักจะไม่สามารถแก้ไขแหล่งที่มาได้เว้นแต่จะอยู่ใกล้กัน แต่ที่ความยาวคลื่นแสงเช่นเดียวกับรังสี UV และ IR กล้องโทรทรรศน์เช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและแม้แต่กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินที่ดีก็สามารถแก้ไข ~ กาแลคซีทั้งหมดยกเว้นว่ามันมีขนาดเล็กจนมองไม่เห็นเลย

เส้นผ่านศูนย์กลางเชิงมุมในเอกภพที่กำลังขยายตัว

เหตุผลก็คือคุณลักษณะที่แปลกประหลาดของเอกภพที่กำลังขยายตัว: กาแลคซีจะดูเล็กลงและเล็กลงและไกลออกไปกว่าที่มันเป็น (ตามที่คาดไว้จากชีวิตประจำวัน) แต่ออกไปในระยะทางที่แน่นอนหลังจากนั้น ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น? เนื่องจากแสงเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว จำกัด เราจึงสังเกตกาแลคซีเหมือนในอดีต - ยิ่งไกลยิ่งนานเท่านาน และเนื่องจากในจักรวาลขยาย "นานมาแล้ว" ยังหมายถึงการใกล้ชิดมุมที่ครอบคลุมกาแล็คซี่บนท้องฟ้าเป็นมุมที่ว่ามันทอดเมื่อมันปล่อยออกมาแสงไม่ได้มุมที่มันมีช่วงวันนี้ นั่นคือกาแลคซีที่ห่างไกลมากปล่อยแสงที่เราเห็นวันนี้เมื่อพวกมันอยู่ใกล้จนพวกมันขยายมุมกว้าง

ความสัมพันธ์ที่แน่นอนระหว่างระยะทางและมุมแข็งของกาแลคซีขึ้นอยู่กับจักรวาลวิทยา (เช่นค่าของพารามิเตอร์ความหนาแน่นค่าคงที่ฮับเบิล ฯลฯ ) สำหรับการวัดพลังค์ล่าสุด(2015)กาแลคซีที่มีค่า 1 kpc (~ 3000 ปีแสง) - ซึ่งจะถือว่าเป็นกาแลคซีขนาดเล็ก - ครอบคลุมมุมที่กำหนดโดยรูปนี้:

$0.6\pm0.3\,\mathrm{kpc}$

การลดความสว่างของพื้นผิว

โชคไม่ดีที่เอฟเฟกต์นี้ทำให้กาแลคซีที่อยู่ไกลออกไปตรวจจับได้ยากขึ้น กาแลคซีปล่อยแสงออกมามากเท่านั้นดังนั้นการกระจายแสงไปทั่วพูดว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงมุมสองเท่าทำให้มันสว่างน้อยกว่าสี่เท่า

ดังนั้นปัญหาที่เกิดจากการสังเกตกาแล็กซีมากไม่ว่าพวกเขากำลังเล็ก ๆ แต่ที่พวกเขากำลังสลัว

— pela
แหล่งที่มา

@pela มันจะทำให้รู้สึกถึงการคิดเช่นนี้: เมื่อกาแลคซีใหม่ปรากฎใน Cosmological Horizon ของเราพวกมันจะขยายผ่านเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงมุมที่กว้างขึ้นและจะปรากฏใหญ่ขึ้นแม้ว่าจะเป็นลม

— Dhruv Saxena

z \to \infty

$z\rightarrow\infty$

z ≃ 1100

$z\simeq1100$

z \sim 10

$z\sim10$

$-$ $-$ . วัตถุนี้ชัดเจนว่าเป็นดาวฤกษ์และคุณสามารถบอกได้เป็นอย่างดี คุณไม่เห็นการกระจายตัวแบบแหลมเหล่านี้บนกาแลคซีแม้แต่กาแลคซีที่เป็นจุดเล็ก ๆ นี่เป็นวิธีที่ค่อนข้างง่ายในการแยกความแตกต่างระหว่างดวงดาวและกาแล็กซี่เมื่อคุณมองผ่านกล้องโทรทรรศน์ซึ่งคาดว่าการกระจายของแสงจะเกิดขึ้น

นี่หมายความว่าภาพดวงดาวและกาแลคซีนั้นดูแตกต่างกันแม้ว่าจะเป็นจุดเล็ก ๆ บนภาพ นอกจากนี้ยังจะมีความแตกต่างในวิธีที่พวกเขามองในลักษณะที่สังเกตเห็นได้น้อยลง แนวคิดนี้ได้รับการตีพิมพ์โดยโปรแกรมที่นักดาราศาสตร์SExtractorใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งออกแบบมาเพื่อให้ได้ภาพท้องฟ้าและสามารถแยกความแตกต่างระหว่างดวงดาวและกาแลกซี่ได้ มันใช้ความแตกต่างเล็กน้อยเหล่านี้ระหว่างวิธีที่กาแลคซีและดวงดาวปรากฏในภาพเพื่อหาว่าอันไหน หากท่านต้องการข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการที่แตกต่างนี้โปรแกรมระหว่างดวงดาวและกาแลคซีจะดูที่พวกเขาตีพิมพ์

— ลมตะวันตก
แหล่งที่มา

ทำไมกาแลคซีถึงไม่กระจายแบบแหลม

— John Dvorak

@JanDvorak มันไม่มากนักที่กาแลคซีจะไม่ทำให้เกิดการเลี้ยวเบนแบบกระจายมันมากกว่าที่คุณจะไม่เห็นการกระจายแบบกระจายบนกาแลคซี กาแลคซีเป็นวัตถุที่ขยายออกไปในขณะที่ดาวเป็นแหล่งกำเนิดของจุด สำหรับกาแลคซีทุกจุดทำให้เกิดการเลี้ยวเบน (สลัว) แต่สำหรับภาพทั้งหมดแหลมเหล่านั้นเปื้อนกันดังนั้นคุณจะไม่เห็นหนามการเลี้ยวเบนที่ดีสำหรับกาแล็กซี่อย่างที่คุณต้องการสำหรับดาวที่มีลักษณะคล้ายจุด ประการที่สองกาแลคซีมักจะหรี่กว่าดาว การเลี้ยวเบนที่เกิดขึ้นนั้นยากที่จะมองเห็น

— zephyr

@ แซคเป็นดาวดวงเดียวที่อยู่ห่างออกไป แต่ถึงอย่างนั้นมันก็จะมีหนามแหลมเพียงชุดเดียวซึ่งกาแลคซีจะมีเซตซ้อนทับหลายพันล้านชุด ในปี 2558 ภาพถ่ายจากฮับเบิลแก้ไขดวงดาวแต่ละดวงในแอนโดรเมดา ฉันไม่คิดว่าดาวแต่ละดวงจะถูกถ่ายภาพนอกทางช้างเผือก (และอาจจะอยู่ในกาแลคซีแคระที่ใกล้กว่านี้)

— user2338816

นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสังเกตว่า spikes การเลี้ยวเบนเกิดจากความจริงที่ว่าเครื่องมือของคุณเห็นวัตถุเป็นจุด / เป็นแหล่งขยายเพิ่มเติมภายใต้การแก้ไข ตัวอย่างเช่นคุณมองด้วยตาเปล่าด้วยตาเปล่าดวงดาวนั้นส่องแสง (คุณเห็นหนามแหลม) แต่ดาวเคราะห์อย่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดีไม่ทำเช่นนั้น นี่เป็นเพราะดวงตาของเรามองว่าพวกมันเป็นแหล่งขยายที่ไม่ได้รับการแก้ไขในขณะที่ดาวเป็นเพียงจุด (สำหรับดวงตาของคุณ)

— cphyc

@ JDługoszการตรวจจับการแปรผันของแสงของเซเฟอิดท่ามกลางหมอกควันของแสงจากดาวหลายดวงไม่ต้องการความละเอียดจริงของดาวดวงเดียว เขาเห็นความสว่างเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในสิ่งที่เขาคิดว่าเป็นเนบิวลาและคิดว่าเขาได้เห็นโนวา หลังจากเปรียบเทียบกับภาพถ่ายก่อนหน้านี้ของคนอื่นเขาก็รับรู้ถึงความแปรปรวนว่าเป็นเซเฟอิด มีคณิตศาสตร์ที่สามารถคำนวณระยะทางของเซเฟอิดและผลทำให้มันอยู่นอกกาแลคซีของเราอย่างน้อยล้านปีแสง นั่นคือเมื่อเขาตระหนักว่ามันไม่ใช่เนบิวลาไม่ใช่เพราะถ้าเป็นดาวแต่ละดวง ยังคงดูเหมือนหมอกควัน

— user2338816