Bisakah perbedaan antara bintang dan galaksi yang merupakan sumber titik terdeteksi?

Jelas bintang akan menjadi sumber poin. Galaksi seharusnya merupakan gumpalan yang tidak beraturan jika dekat, tetapi jika jauh, maka tampaknya galaksi juga akan menjadi sumber titik.

Mengingat bahwa bintang dan galaksi sama-sama hanya terdeteksi sebagai sumber titik, dapatkah para astronom membedakan mereka dengan pergeseran merah? Dengan beberapa metode lain?

Sebuah pertanyaan lanjutan ...

Berapa persentase galaksi jika alam semesta kita hanya dapat kita deteksi sebagai sumber titik?

Untuk membedakan galaksi dari bintang, Anda dapat menggunakan spektrum. Secara kasar, bintang memiliki spektrum seperti benda hitam dengan fitur tergantung pada penyerapan dan emisi pada garis pandang dan dalam kromosfer bintang.

Galaksi di sisi lain dari spektrum yang merupakan gabungan dari banyak bintang. Spektrum misalnya akan jauh lebih luas (mulai dari panjang gelombang yang lebih kecil hingga lebih besar) karena keragaman dalam spektrum bintang.

Lihatlah http://www.atnf.csiro.au/outreach/education/senior/astrophysics/spectra_astro_types.html jika Anda ingin ikhtisar singkat perbedaan.

Saya tidak memiliki angka pasti tentang jumlah galaksi yang kita lihat sebagai sumber titik, tetapi jawabannya sangat bervariasi dari satu instrumen ke instrumen lainnya. Jika Anda mencoba mengamati galaksi menggunakan radiotelescopes dalam interferometri, Anda dapat menyelesaikan skala yang jauh lebih baik daripada teleskop kecil yang terlihat di Bumi, dll ...

cphyc menjawab pertanyaan dengan sangat baik: Spektroskopi adalah jawabannya, meskipun karena - seperti yang dijelaskan di bawah ini - galaksi bukanlah sumber titik, morfologi bintang dan galaksi juga berbeda: bahkan galaksi elips yang diamati di sepanjang salah satu sumbu mereka terlihat berbeda dari bintang. Meskipun keduanya bulat, cara cahayanya jatuh secara radial berbeda; Cahaya bintang berkurang secara kasar sebagai distribusi normal dari pusat dan ke luar (dengan beberapa profil tambahan terlipat yang tergantung pada instrumen), sedangkan profil kecerahan permukaan galaksi berkurang dengan cara yang agak lebih rumit (misalnya profil Sérsic ).

Wrt. fraksi galaksi yang merupakan sumber titik, jawabannya hampir tidak ada. Galaksi hampir selalu dapat diselesaikan meskipun, seperti kata cphyc dengan benar, tidak dengan instrumen apa pun. Teleskop radio dan sinar gamma memiliki resolusi yang sangat buruk, dan pada panjang gelombang ini sumber biasanya tidak dapat diselesaikan kecuali mereka relatif dekat. Tetapi pada panjang gelombang optik, serta UV dan IR, teleskop seperti Hubble Space Telescope dan bahkan teleskop berbasis darat yang baik dapat menyelesaikan ~ semua galaksi, kecuali mereka sangat kecil sehingga mereka terlalu redup untuk dilihat.

Alasannya adalah fitur yang agak aneh dari Universe yang mengembang: Galaksi akan terlihat lebih kecil dan lebih kecil, semakin jauh jaraknya (seperti yang diharapkan dari kehidupan sehari-hari), tetapi hanya untuk jarak tertentu, setelah itu mereka akan tampak lebih besar dan lebih besar. Kenapa begitu? Karena cahaya bergerak dengan kecepatan yang terbatas, kami mengamati galaksi seperti yang ada di masa lalu - semakin jauh, semakin lama waktu yang lalu. Dan karena di alam semesta yang mengembang, "dahulu sekali" juga berarti lebih dekat, sudut yang terbentang oleh galaksi di langit adalah sudut yang terbentang ketika memancarkan cahaya, bukan sudut yang terbentang hari ini . Yaitu, galaksi yang sangat jauh memancarkan cahaya yang kita lihat hari ini ketika mereka begitu dekat sehingga mereka membentang dari sudut yang besar.

Hubungan yang tepat antara jarak dan sudut padat galaksi tergantung pada kosmologi (yaitu nilai-nilai parameter kepadatan, konstanta Hubble, dll.). Untuk pengukuran Planck terbaru (2015) , sebuah galaksi yang berukuran 1 kpc (~ 3000 tahun) - yang akan dianggap sebagai galaksi kecil - membentang dari sudut yang diberikan oleh gambar ini:

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

Sayangnya, efek ini juga membuat galaksi jauh lebih sulit dideteksi. Galaksi hanya memancarkan begitu banyak cahaya, sehingga mendistribusikan cahayanya ke atas, katakanlah, dua kali diameter sudutnya, membuatnya empat kali lebih terang.

Dengan demikian, masalah mengamati galaksi yang sangat jauh bukanlah bahwa mereka kecil, tetapi mereka redup .

$-$$-$. Objek ini jelas merupakan bintang dan Anda terutama dapat mengetahui karena paku difraksi. Anda tidak melihat paku difraksi ini pada galaksi, bahkan galaksi yang merupakan titik kecil. Ini adalah cara yang relatif mudah untuk secara visual membedakan antara bintang dan galaksi ketika Anda melihatnya melalui teleskop di mana paku difraksi seperti itu diharapkan terjadi.

Ini menyiratkan bahwa secara visual, bintang dan galaksi terlihat berbeda, walaupun keduanya merupakan titik kecil pada gambar. Juga akan ada perbedaan dalam cara mereka memandang dengan cara yang kurang terlihat. Konsep ini dikapitalisasi oleh sebuah program yang banyak digunakan oleh para astronom, SExtractor , yang dirancang untuk diberi gambar langit dan dapat membedakan antara bintang dan galaksi. Ia menggunakan perbedaan kecil ini antara cara galaksi dan bintang muncul dalam gambar untuk mencari tahu yang mana. Jika Anda ingin informasi lebih rinci tentang bagaimana program ini membedakan antara bintang dan galaksi, lihatlah makalah yang dipublikasikan .