Nomor Boötes Void, 2016

Sebagai pembaca ilmu pengetahuan umum (dari Wikipedia!), Informasi terakhir yang saya miliki adalah bahwa 60 galaksi "telah ditemukan dan dihitung" di dalam kekosongan Boötes , ini pada tahun 1997.

(1) Berapa jumlah galaksi terbaru yang "diketahui" di dalam Boötes void?

Void Boötes adalah bola sepanjang 250 juta tahun cahaya. (Katakanlah, .002 dari lebar alam semesta yang terlihat?) Tampaknya - tidak dapat dipercaya - ia hanya memiliki 60 galaksi.

Nilai "60" (atau angka baru sejak 1997), mungkin saya salah paham, atau salah dilaporkan, atau memiliki arti berbeda? Galaksi dihitung dalam ribuan atau puluhan ribu, tampaknya sulit untuk percaya pada ruang kosmologis, angka "60" akan muncul.

Jadi, apa (2) pemikiran tentang berapa banyak galaksi yang ada di Boötes Void? Urutan besarnya. Apakah "sekitar 100," atau "sekitar satu triliun," atau apa?

Di mana Anda (3) biasanya mengutip kepadatan galaksi? Galaksi per Gpc ³ , atau?

Memang, saya mencoba untuk mendapatkan (4) rasa komparatif kepadatan galaksi dalam kekosongan Boötes versus tempat lain . Berapakah densitas galaksi dalam kekosongan Boötes, versus alam semesta secara umum, atau jika itu lebih bermakna versus mungkin superclusters, dinding, atau?

Apakah itu "sepersepuluh padat"? Sepersejuta? Setengah? Seberapa kosongkah pengisap itu?

Lebih lanjut...

BruceS di bawah ini telah dengan bermanfaat menunjukkan bahwa, memang, galaksi "60" adalah hanya dalam sebuah tabung kecil yang tampaknya memotong Boost Void.

Apakah ini berarti bahwa, luar biasa, badan utama Boötes Void yang sebenarnya - mengesampingkan tabung itu - secara harfiah kosong, tidak ada galaksi sama sekali ??

Tampaknya sangat luar biasa. Saya merasa kita benar-benar membutuhkan astronom penghitung galaksi untuk menjelaskan sifat kekosongan Boötes.

galaxy cosmology

— Fattie
sumber

Sebuah ADS mencari makalah astronomi wasit termasuk kata-kata "Boötes Void" dalam pengembalian judul hanya dua makalah di milenium ini, pada tahun 2001 dan 2002, dan bahkan ini tidak melaporkan data baru, tetapi menggunakan data dari awal tahun 1990-an. Saya tidak dapat menemukan referensi yang lebih baru untuk kepadatan jumlah galaksi di Boötes Void pada khususnya, tetapi nilai tipikal kira-kira sepersepuluh dari kepadatan jumlah rata-rata di Alam Semesta.

Pendekatan teoretis

Saya sebelumnya menjawab pertanyaan serupa tentang jumlah galaksi dalam kepadatan berlebih . Jawaban ini didasarkan pada kecocokan analitik dengan (pengamatan terkalibrasi) simulasi pembentukan halo galaksi, memberikan apa yang disebut fungsi massa halo , yaitu jumlah galaksi halo per massa halo. Jumlah total galaksi dalam volume dapat dinyatakan sebagai mana $N_\mathrm{gal}$ $V$

N_{g Sebuah l} = n_{g Sebuah l} \times V \times δ,

$N_\mathrm{gal} = n_\mathrm{gal} \times V \times \delta,$

n_{g a l}

$n_\mathrm{gal}$ adalah kepadatan jumlah rata-rata galaksi di alam semesta, dan

adalah kepadatan relatif dalam volume. Seperti yang saya tulis di jawaban yang lain,

adalah angka yang mendorong Anda untuk menentukan batas bawah ukuran galaksi. Alasannya adalah bahwa semakin rendah Anda pergi, semakin banyak ada, dan tidak ada ambang formal untuk seberapa besar rumpun bintang yang Anda butuhkan sebelum Anda menyebutnya galaksi. Tetapi seperti pada jawaban lainnya, demi diskusi ini, kita dapat menggunakan galaksi-galaksi seukuran Awan Magellan Kecil sebagai minimum yang lebih rendah. Dalam hal itu, dengan

dan

δ

$\delta$

n_{g a l}

$n_\mathrm{gal}$

δ \sim 0.1

$\delta\sim0.1$

, jumlah totalnya menjadi

V \sim 236, 000 {M p c}^{3}

$V\sim236,\!000\,\mathrm{Mpc}^3$

N_{g Sebuah l, B Hai Hai t e s} = 0,17 {M. hal c}^{- 3} \times 236, 000 {M. hal c}^{3} \times 0,1 ≃ 4000 g Sebuah l Sebuah x saya e s .

$N_\mathrm{gal,Böotes} = 0.17\,\mathrm{Mpc}^{-3} \, \times \, 236,\!000\,\mathrm{Mpc}^3 \, \times \, 0.1 \, \simeq \, 4000\,\mathrm{galaxies}.$ Unit kepadatan angka galaksi

Cara saya menulis hasil ini juga menjawab pertanyaan Anda 3: Kepadatan jumlah galaksi hampir selalu ditulis dalam . Dalam karya teoritis / numerik, Anda akan sering melihat faktor di depan unit. Ini hanyalah konstanta Hubble dibagi dengan 100 (yaitu untuk ) , memungkinkan orang membandingkan hasil lebih mudah tanpa mengetahui nilai pasti . $\mathrm{Mpc}^{-3}$ $h^3$ $h=0.7$ $H_0 = 70\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}\,\mathrm{Mpc}^{-1}$ $H_0$

Pendekatan observasi

Pengamatan Boötes Void sudah tua, dan tampaknya telah dilakukan pada teleskop kelas 1m. Karenanya, mereka tidak akan dapat mengamati galaksi terkecil. Selain spesifikasi teleskop, cuaca, dll., Batas deteksi yang tepat (dalam hal besarnya pembatas ) tergantung pada berapa lama mereka mengintegrasikan (yaitu mengekspos). Tanpa membaca koran lama secara terperinci, saya tidak bisa mengatakan apa ini, tetapi nilai tipikal untuk survei seperti itu adalah, sangat kira-kira, (jika seseorang memiliki nilai yang lebih realistis daripada ini, tolong edit). Artinya, objek redup (yaitu nilai yang lebih besar karena sistem astronomi mundur) dari akan terlewatkan. $m_\mathrm{lim}$ $m_\mathrm{lim} \sim 20$ $m=20$

Jarak ke Void Boötes menyiratkan modulus jarak dari , sehingga besarnya mutlak minimum adalah yang merupakan suatu tempat antara Kecil dan Awan Magellan Besar. $\mu\sim37$

{M.}_{l saya m} = m_{l saya m} - μ ≃ - 17,

$M_\mathrm{lim} = m_\mathrm{lim} - \mu \simeq -17,$

Gambar di bawah ini (dari Wyder et al. 2005 ) menunjukkan fungsi luminositas local-Universe untuk galaksi terpilih UV. Artinya, ini menunjukkan kepadatan jumlah galaksi pada besaran tertentu. Misalnya, ini menunjukkan (dengan garis putus-putus hijau) bahwa kerapatan angka (di sini disebut ) dari galaksi dengan magnitudo sekitar kira-kira . $\Phi$ $M=-17$ $10^{-2.5}\sim0.003\,\mathrm{Mpc}^{-3}\,\mathrm{mag}^{-1}$

Mengintegrasikan lebih dari magnitudo dari tidak banyak mengubah 0,003, karena kepadatan galaksi yang lebih terang menurun dengan cepat. Saya mendapatkan 0,004, yaitu jumlah kepadatan galaksi setidaknya seterang adalah , lebih kecil dari hasil teoritis di atas dengan 1,5 kali lipat. Mengalikan ini dengan volume dan kepadatan relatif menghasilkan galaksi, tidak jauh dari 60 yang Anda kutip. $M=-17$ $M=-17$ $0.004\,\mathrm{Mpc}^{-3}$ $V$ $\delta$ $N_\mathrm{gal,Böotes} \simeq 100$

Untuk menyimpulkan, angka 60 tampaknya sesuai dengan apa yang diharapkan secara observasi, tetapi secara teoritis, kita berharap akan ada lebih banyak galaksi (meskipun mereka sangat kecil).

Lokasi galaksi

Mereka mendeteksi galaksi-galaksi yang tampaknya terbaring dalam "tabung" yang membentang melintasi kehampaan. Secara umum, galaksi dan medan massa materi gelap yang mendasarinya cenderung tidak terdistribusi secara merata, tetapi membentuk simpul, lembaran dan filamen, dipisahkan oleh rongga. Dugaan saya adalah bahwa "tabung" ini adalah filamen. Di luar filamen ini, kekosongan adalah kekosongan, tetapi tidak sepenuhnya kekosongan. Masih akan ada galaksi, meskipun sedikit dan kecil.

— pela
sumber

Tunggu - tbc 0.17 Mpc-3memang "kerapatan galaksi tipikal alam semesta" {di tingkat metrik "Awan Magellan Kecil"), benarkah itu? Terima kasih untuk ini!

— Fattie

Terima kasih lagi untuk ini. Brilian. Pertanyaan langsung saya: Saya merasa kesal dengan angka "60". Jika ada pada urutan 4000 galaksi "di Boötes Void", menurut saya tidak masuk akal, pada sejumlah tingkatan, bahwa "60" ditemukan, dan memang, ternyata 60 galaksi itu kebetulan berada "di dalam tabung". Jika kita menafsirkan "tabung" sebagai memang kelebihan di antara 4000 - ada sesuatu yang membingungkan. {Atau, apakah gagasan bahwa BV itu benar-benar kosong, kecuali untuk 4000 dalam sebuah tabung ?} {Memang, apakah benar bahwa 60 itu "dalam tabung", atau apakah ini salah tanda kutip sepanjang jalan?}

— Fattie

@ JoBlow: 0,17 Mpc dihitung berdasarkan asumsi tertentu, misalnya parameter kosmologis. Kendala pengamatan pada jumlah tersebut menantang, karena semua pengamatan hanya menyelidiki sebagian galaksi yang sesuai dengan kriteria seleksi. Tapi saya katakan bahwa 0,17 adalah perkiraan yang bagus.

^{- 3}

$^{-3}$

— pela

Tetapi karena kekosongannya begitu jauh, Anda tidak akan dapat melihat galaksi sekecil SMC, hanya galaksi yang lebih terang. Sejauh yang saya bisa lihat, galaksi yang terdeteksi sebenarnya terletak di "tabung". Ini mungkin sebuah filamen yang membentang melintasi kehampaan, menampung galaksi terbesar yang kemudian menjadi satu-satunya yang bisa kita lihat.

— pela

Sejauh yang saya bisa lihat, semua tempat yang mengutip "beberapa ratus miliar galaksi" semuanya menunjuk pada ekstrapolasi ke langit penuh dari jumlah pengamatan yang diperhitungkan dalam bidang kecil langit Hubble Ultra Deep Field. Tetapi karena ini terbatas-fluks, ia akan kehilangan galaksi terkecil. Artikel ini membahas persis ini - dan mengatakan bahwa dengan mempertimbangkan galaksi-galaksi yang tidak dapat dilihat Hubble , jumlahnya mungkin lebih dekat ke .

10^{12}

$10^{12}$

— pela

Pertama, perhatikan bahwa distribusi galaksi di alam semesta tidak seragam. Tidak hanya mereka sebagian besar terletak di sepanjang filamen atau dinding, tetapi juga kepadatannya bervariasi.

Sejauh ini 60 (hingga 2013 http://asd.gsfc.nasa.gov/blueshift/index.php/2013/07/30/jason-blog-next-stop-voids/ ) galaksi telah ditemukan di Boost Void dan semua itu ditemukan dalam bentuk tabung yang mengalir melalui kekosongan. Jika kita ingin menggunakan perkiraan kasar sekitar 1 galaksi setiap 10 juta tahun cahaya (4 kali lebih jauh dari Andromeda) harus ada sekitar 2.000 galaksi di Boos Void. Jadi urutan estimasi magnitudo yang baik adalah bahwa kepadatan galaksi adalah sekitar 3% dari wilayah "khas".

Hanya BTW. Jika ruang 3D adalah 250 unit, dan ada titik setiap 10 unit, itu akan berisi sekitar 20.000 titik (bukan 2.000). (Bisa jadi jawaban 2000 mengacu pada "hanya tabung".)

— Fattie

Perhatikan bahwa posting blog yang ditautkan (yang ditulis pada tahun 2013) tampaknya hanya mengutip tokoh "60" kuno, 20 tahun dari wikipedia; perhitungan "2000" yang aneh juga berasal dari posting blog itu. Sulit dipercaya bahwa lebih banyak galaksi yang belum "ditemukan dan dihitung" sejak 1997 .

— Fattie