È possibile rilevare la differenza tra una stella e una galassia che sono fonti puntiformi?

Ovviamente una stella sarebbe una fonte puntuale. Una galassia dovrebbe essere una macchia irregolare se vicina, ma se è lontana sembrerebbe che anche una galassia sarebbe solo una fonte puntuale.

Dato che la stella e la galassia erano entrambe rilevabili solo come fonti puntuali, gli astronomi possono distinguerli con lo spostamento verso il rosso? Con qualche altro metodo?

Una domanda di follow-up ...

Quale percentuale di galassie se il nostro universo possiamo rilevare solo come fonti puntuali?

Per distinguere le galassie dalle stelle, puoi usare lo spettro. All'incirca, le stelle hanno uno spettro simile al corpo nero con caratteristiche che dipendono dall'assorbimento e dall'emissione sulla linea di vista e nella cromosfera della stella.

Le galassie d'altra parte di uno spettro che è il composto di tonnellate di stelle. Ad esempio, lo spettro sarà molto più ampio (che varia da lunghezze d'onda più piccole a più grandi) a causa della diversità negli spettri delle stelle.

Dai un'occhiata a http://www.atnf.csiro.au/outreach/education/senior/astrophysics/spectra_astro_types.html se desideri una rapida panoramica delle differenze.

Non ho un numero preciso sul numero di galassie che vediamo come fonte di punti, ma la risposta varia notevolmente da uno strumento all'altro. Se provi ad osservare una galassia usando i radiotelescopi nell'interferometria, puoi risolvere scale molto migliori di un piccolo telescopio visibile basato sulla Terra, ecc ...

cphyc risponde alla domanda in modo eccellente: la spettroscopia è la risposta, sebbene poiché - come spiegato di seguito - le galassie non sono fonti puntuali, anche la morfologia delle stelle e delle galassie è diversa: anche le galassie ellittiche osservate lungo uno dei loro assi sembrano diverse dalle stelle. Sebbene entrambi siano rotondi, il modo in cui la loro luce cade radialmente è diverso; la luce delle stelle diminuisce all'incirca come una normale distribuzione dal centro e verso l'esterno (con qualche profilo extra piegato in base allo strumento), mentre il profilo di luminosità superficiale delle galassie diminuisce in modo un po 'più complicato (ad esempio un profilo Sérsic ).

WRT. la frazione di galassie che sono la fonte puntuale, la risposta è praticamente nessuna. Le galassie possono quasi sempre essere risolte anche se, come dice correttamente anche Cphyc, non con nessuno strumento. I telescopi radio e a raggi gamma hanno una risoluzione molto scarsa, e a queste lunghezze d'onda le sorgenti di solito non possono essere risolte a meno che non siano relativamente vicine. Ma a lunghezze d'onda ottiche, così come UV e IR, telescopi come il telescopio spaziale Hubble e persino buoni telescopi terrestri possono risolvere ~ tutte le galassie, a meno che non siano così piccole da essere troppo deboli per essere viste comunque.

La ragione è una caratteristica piuttosto peculiare dell'universo in espansione: una galassia apparirà sempre più piccola, più lontana è (come previsto dalla vita di tutti i giorni), ma solo a una certa distanza, dopo di che appariranno sempre più grandi. Perché è così? Poiché la luce si muove a una velocità finita, osserviamo le galassie come erano in passato - più distante, più tempo fa. E poiché in un Universo in espansione, "molto tempo fa" significa anche più vicino, l'angolo che una galassia attraversa il cielo è l'angolo che ha attraversato quando ha emesso la luce, non l'angolo che attraversa oggi . Cioè, galassie molto distanti emettevano la luce che vediamo oggi quando erano così vicini che attraversavano un ampio angolo.

L'esatta relazione tra distanza e angolo solido di una galassia dipende dalla cosmologia (ovvero i valori dei parametri di densità, la costante di Hubble, ecc.). Per le ultime misurazioni Planck (2015) , una galassia di 1 kpc (~ 3000 anni luce) attraverso - che sarebbe considerata una piccola galassia - abbraccia un angolo dato da questa figura:

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

Sfortunatamente, questo effetto rende anche le galassie distanti più difficili da rilevare. Una galassia emette solo tanta luce, quindi distribuendo la sua luce su, diciamo, il doppio del diametro angolare, la rende quattro volte meno luminosa.

Pertanto, il problema di osservare galassie molto distanti non è che sono piccole, ma che sono deboli .

$-$$-$. Questo oggetto è chiaramente una stella e puoi dirlo principalmente a causa dei picchi di diffrazione. Non vedi questi picchi di diffrazione sulle galassie, nemmeno le galassie che sono piccoli punti di riferimento. Questo è un modo relativamente semplice per distinguere visivamente tra una stella e una galassia quando la guardi attraverso un telescopio in cui si prevede che si verifichino tali picchi di diffrazione.

Ciò implica che visivamente, le stelle e le galassie sembrano diverse, anche se sono entrambi minuscoli punti sull'immagine. Ci saranno anche differenze nel modo in cui appaiono in modi meno percettibili. Questo concetto è capitalizzato da un programma ampiamente utilizzato dagli astronomi, SExtractor , progettato per ricevere un'immagine del cielo e poter distinguere tra stelle e galassie. Usa queste piccole differenze tra i modi in cui le galassie e le stelle compaiono nelle immagini per capire quale sia quale. Se desideri informazioni più dettagliate su come questo programma distingue tra stelle e galassie, dai un'occhiata al loro articolo pubblicato .