Numeri di Boötes Void, 2016

Come lettore di scienza generale (quindi Wikipedia!), Le ultime informazioni che ho sono che 60 galassie "sono state trovate e contate" nel vuoto di Boötes , questo del 1997.

(1) Qual è l'ultimo conteggio delle galassie "conosciute" nel vuoto di Boötes?

Il vuoto di Boötes è una palla di 250 milioni di anni luce di diametro. (Diciamo, .002 della larghezza dell'universo visibile?) Sembra - incredibile - ha solo 60 galassie.

Il valore "60" (o qualche nuovo numero dal 1997), forse lo sto fraintendendo, oppure è riportato male o ha un significato diverso? Le galassie sono contate in migliaia o decine di migliaia, sembra difficile credere in uno spazio cosmologico, il numero "60" verrebbe fuori.

Quindi, qual è (2) il pensiero su quante galassie probabilmente ci sono nel Vuoto di Boötes? Un ordine di grandezza. È "circa 100" o "circa un trilione" o cosa?

In che cosa (3) normalmente citi la densità della galassia? Galassie per Gpc ³ o?

In effetti, sto cercando di ottenere un (4) senso comparativo della densità galattica nel vuoto di Boötes rispetto ad altrove . Qual è la densità della galassia nel vuoto di Boötes, rispetto all'universo in generale, o se è più significativa rispetto forse ai supercluster, ai muri o?

È "un decimo più denso"? Un miliardesimo? Metà? Quanto è vuoto quel pollone?

Ulteriore...

BruceS di seguito ha utilmente sottolineato che, in effetti, le "60" galassie sono comunque solo in un piccolo tubo che apparentemente taglia il Vuoto di Boötes.

Questo significa che, incredibilmente, l'attuale corpo principale del Vuoto di Boötes - mettendo da parte quel tubo - è letteralmente vuoto, niente galassie ?

Sembra assolutamente incredibile. Sento che abbiamo davvero bisogno di un astronomo che conta le galassie per chiarire la natura del Vuoto di Boötes.

galaxy cosmology

— fattie
fonte

Una ricerca ADS su articoli astronomici referee con le parole "Boötes Void" nel titolo restituisce solo due articoli in questo millennio, nel 2001 e nel 2002, e anche questi non riportano alcun nuovo dato, ma usano i dati dall'inizio degli anni '90. Non riesco a trovare riferimenti più recenti per la densità numerica delle galassie nel Vuoto di Boötes in particolare, ma un valore tipico è circa un decimo della densità numerica media nell'Universo.

Approccio teorico

In precedenza ho risposto alla domanda simile sul numero di galassie in una sovra densità. Questa risposta si basa su un adattamento analitico alle simulazioni (calibrate osservazionalmente) della formazione di alone di galassia, dando la cosiddetta funzione di massa di alone , cioè il numero di aloni di galassia per massa di alone. Il numero totale di galassie in un volume può essere espresso come dove $N_\mathrm{gal}$ $V$

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

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

n_{g a l}

$n_\mathrm{gal}$ è la densità numerica media delle galassie nell'Universo e

è la densità relativa nel volume. Come ho scritto nell'altra risposta,

è un numero che ti spinge a definire una soglia inferiore della dimensione della galassia. Il motivo è che più vai basso, più ci sono e non esiste una soglia formale per quanto più grande sia un ammasso di stelle prima di chiamarlo galassia. Ma come nell'altra risposta, per il bene di questa discussione possiamo usare le galassie delle dimensioni di una piccola nuvola di Magellano come minimo minimo. In tal caso, con

δ

$\delta$

n_{g a l}

$n_\mathrm{gal}$

δ \sim 0.1

$\delta\sim0.1$

, il numero totale diventa

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

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

N_{g un' l, B ö o t e S} = 0,17 {M p c}^{- 3} \times 236, 000 {M p c}^{3} \times 0.1 ≃ 4000 g un' l un' X io e S .

$N_\mathrm{gal,Böotes} = 0.17\,\mathrm{Mpc}^{-3} \, \times \, 236,\!000\,\mathrm{Mpc}^3 \, \times \, 0.1 \, \simeq \, 4000\,\mathrm{galaxies}.$ Unità di densità numerica della galassia

Il modo in cui scrivo questo risultato risponde anche alla tua domanda 3: le densità dei numeri Galaxy sono quasi sempre scritte in . Nel lavoro teorico / numerico, vedrai spesso il fattore davanti all'unità. Questa è semplicemente la costante di Hubble divisa per 100 (ovvero per ) , consentendo alle persone di confrontare i risultati più facilmente senza conoscere il valore esatto di . $\mathrm{Mpc}^{-3}$ $h^3$ $h=0.7$ $H_0 = 70\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}\,\mathrm{Mpc}^{-1}$ $H_0$

Approccio osservazionale

Le osservazioni del Boötes Void sono vecchie e sembrano essere state eseguite su telescopi di classe 1m. Quindi, non saranno in grado di osservare le galassie più piccole. Oltre alle specifiche del telescopio, alle condizioni meteorologiche, ecc., L'esatto limite di rilevamento (in termini di magnitudine limite ) dipende dalla durata dell'integrazione (es. Esporre). Senza leggere i vecchi documenti in dettaglio, non posso dire di cosa si tratta, ma un valore tipico per tali sondaggi sarebbe, molto approssimativamente, (se qualcuno ha un valore più realistico di questo, per favore modifica). Cioè, gli oggetti più deboli (cioè valori più grandi dovuti al sistema astronomico all'indietro) di mancheranno. $m_\mathrm{lim}$ $m_\mathrm{lim} \sim 20$ $m=20$

La distanza dal Vuoto di Boötes implica un modulo di distanza di , quindi la magnitudine assoluta minima è che si trova tra il Piccolo e la grande nuvola di Magellano. $\mu\sim37$

M_{l io m} = m_{l io m} - μ ≃ - 17,

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

La figura seguente (da Wyder et al. 2005 ) mostra la funzione di luminosità dell'Universo locale per le galassie selezionate UV. Cioè, mostra la densità numerica delle galassie a una data magnitudine. Ad esempio, mostra (con la linea tratteggiata verde) che la densità numerica (qui chiamata ) delle galassie con magnitudini attorno a è approssimativamente di . $\Phi$ $M=-17$ $10^{-2.5}\sim0.003\,\mathrm{Mpc}^{-3}\,\mathrm{mag}^{-1}$

L'integrazione su magnitudo da non cambia molto di 0,003, poiché la densità delle galassie più luminose diminuisce rapidamente. Ottengo 0,004, cioè la densità numerica delle galassie almeno luminosa quanto è , più piccola del risultato teorico sopra di 1,5 ordini di grandezza. Moltiplicando questo per il volume e la densità relativa ottengono galassie, non lontano dalle 60 che si citano. $M=-17$ $M=-17$ $0.004\,\mathrm{Mpc}^{-3}$ $V$ $\delta$ $N_\mathrm{gal,Böotes} \simeq 100$

Per concludere, il numero 60 sembra approssimativamente conforme a quanto ci si aspetta osservazionalmente, ma teoricamente ci aspetteremmo che ci siano molte più galassie (anche se sono molto piccole).

Posizione delle galassie

Hanno scoperto che le galassie sembrano trovarsi in un "tubo" che si estende attraverso il vuoto. In generale, le galassie e il campo di massa della materia oscura sottostante tendono a non essere uniformemente distribuiti, ma a formare nodi, fogli e filamenti, separati da vuoti. La mia ipotesi è che questo "tubo" sia un tale filamento. Al di fuori di questo filamento, il vuoto è più vuoto, ma non completamente vuoto. Ci saranno ancora galassie, anche se poche e piccole.

— Pela
fonte

Aspetta - tbc 0.17 Mpc-3è davvero la "densità galattica tipica dell'universo" {al livello metrico "Piccola nuvola di Magellano"}, giusto? Grazie per questo!

— Fattie,

Grazie ancora per questo. È geniale. La mia domanda immediata: sono confuso dalla cifra "60". Se c'è nell'ordine di 4000 galassie "nel Vuoto di Boötes", mi sembra assurdo, su un certo numero di livelli, che siano stati trovati "60", e in effetti, a quanto pare, quei 60 erano "nel tubo". Se interpretiamo "il tubo" come effettivamente un'overdensità tra i 4000 - qualcosa è confuso. {O, è l'idea che la BV sia completamente vuota, tranne 4000 in un tubo ?} {In effetti, è in realtà corretto che i 60 siano "nel tubo", o questo è qualche errore di quotazione lungo la strada?}

— Fattie,

@JoeBlow: 0,17 Mpc stato calcolato in base a determinati presupposti, ad esempio i parametri cosmologici. I vincoli osservativi sul numero sono sfidanti, poiché tutte le osservazioni sondano solo un sottoinsieme di galassie corrispondenti ai criteri di selezione. Ma direi che lo 0.17 è una buona stima.

^{- 3}

$^{-3}$

— pela,

Ma poiché il vuoto è così lontano, non sarai in grado di vedere così piccole galassie come la SMC, solo quelle più luminose. Per quanto posso vedere, le galassie rilevate si trovano effettivamente in un "tubo". Probabilmente è un filamento che si estende attraverso il vuoto, ospitando le più grandi galassie che sono quindi le uniche che possiamo vedere.

— pela,

Per quanto posso vedere, tutti i luoghi che citano "alcune centinaia di miliardi di galassie" indicano tutti un'estrapolazione nel cielo pieno di conteggi numerici osservativi nella piccola porzione di cielo di Hubble Ultra Deep Field. Ma poiché questo è limitato dal flusso, mancherà le più piccole galassie. Questo articolo discute esattamente questo e dice che, tenendo conto delle galassie che Hubble non può vedere, il numero potrebbe essere più vicino a .

10^{12}

$10^{12}$

— pela,

Innanzitutto, nota che la distribuzione delle galassie nell'universo non è uniforme. Non solo si trovano principalmente lungo filamenti o pareti, ma varia anche la densità tra loro.

Finora sono state scoperte 60 galassie (fino al 2013 http://asd.gsfc.nasa.gov/blueshift/index.php/2013/07/30/jasons-blog-next-stop-voids/ ) nel Vuoto di Boötes e tutti quelli si trovano a forma di tubo che attraversa il vuoto. Se vogliamo usare una stima approssimativa di circa 1 galassia ogni 10 milioni di anni luce (4 volte più lontano di Andromeda) dovrebbero esserci circa 2.000 galassie nel Vuoto di Boötes. Quindi una stima del buon ordine di grandezza sarebbe che la densità della galassia sia circa il 3% di quella di una regione "tipica".

Solo a proposito. Se uno spazio 3D è di 250 unità e c'è un punto ogni 10 unità, conterrebbe circa 20.000 punti (non 2.000). (Potrebbe essere il 2000 nella risposta si riferisce a "solo il tubo".)

— Fattie

Si noti che il post sul blog collegato (che è stato scritto nel 2013) sembra solo citare l'antica figura "60" di 20 anni di Wikipedia; lo strano calcolo "2000" proviene anche da quel post sul blog. È difficile credere che dal 1997 non siano state "trovate e contate" più galassie .

— Fattie,