Bilim adamları bir galakside yaklaşık 300 milyar yıldız olduğunu ve yaklaşık 100 milyar galaksi olduğunu nasıl biliyorlar?

Sadece bunun hakkında düşünmek akıl almaz. Ancak bilim adamı bu sayıları nasıl elde eder? Hangi teknolojiyi / sistemi / teoriyi kullanıyorlar?

Çalışma şekli aşağıdaki gibidir. Güneş mahallesinde yıldızlarla ilgili ayrıntılı çalışmalar yapıyoruz. Bu, yıldızların yerel yoğunluğunu ve sahip oldukları kütlelerin karışımını (yıldız kütle fonksiyonu olarak adlandırılır) belirler. Bunu yıldız kümelerinin kitle fonksiyonu ile karşılaştırıyoruz ve ilk sıraya göre değişmez göründüğünü not ediyoruz.

Daha sonra sorunu çeşitli şekillerde üçgenleyebiliriz: Galaksinin yıldız yoğunluğu için bir model yapabiliriz, hepsinin aynı kütle işlevine sahip olduğunu varsayabiliriz ve böylece bir dizi yıldız alabiliriz. Model, kaba hafif-kütle dönüşümlerine dayanabilir, ancak daha çok gökyüzünün derin anketlerine dayanır - HST'den dar kalem ışını anketleri veya SDSS gibi daha geniş anketler, Anahtar yıldızları sayabilmektir aynı zamanda ne kadar uzakta olduklarını da tahmin edin. Bu oldukça belirsizdir ve Galaksimizin inceleyemeyeceğimiz bölgelerini kapsayan simetri ile ilgili bazı varsayımlara dayanır.

Başka bir yöntem, altta yatan yıldız popülasyonunun izleyicileri olarak işlev görebilecek parlak nesneleri saymaktır (örneğin kırmızı devler), bunu iyi çalışılmış yerel ayarımızdaki devlerin sayısıyla ve bu ekstrapolattan toplam yıldız sayısına kadar karşılaştırmaktır. Galaksinin toz tarafından uzak veya gizlenmiş parçaları için simetri argümanlarına dayanarak.

Üçüncü yol, yıldızlararası ortamı ağır elementlerle (aka metaller) zenginleştirmek için kaç yıldızın yaşadığını ve öldüğünü sormaktır. Örneğin, gördüğümüz tüm oksijeni yaratmak için yaklaşık bir milyar çekirdek çökmesi süpernova olması gerektiği ortaya çıktı. Eğer kitle fonksiyonunun zamanla değişmez olduğunu ve süpernovaların 8 güneş kütlesinin üzerindeki yıldızlardan kaynaklandığını varsayarsak, o zaman aynı zamanda yüksek kütleli kardeşleriyle kaç tane uzun ömürlü düşük kütleli yıldızın doğduğunu biliyoruz ve bu nedenle bugün kaç yıldızın var olduğunu tahmin ediyoruz. .

Sayı, ister 100 milyar ister 300 milyar olsun, birkaç faktörden daha doğru değil, muhtemelen bir büyüklük sırasından daha doğrudur. Ana sorun, Galaksideki en yaygın yıldızların, galaksiye çok az ışık veya kütle katkıda bulunan soluk M cüceleridir, bu yüzden bu nesneler hakkında yerel bilgimizin ekstrapolasyonuna güveniyoruz.

Gökada sayısı sorunu daha kolaydır, ancak sayı daha az tanımlanmıştır. Büyük ölçeklerde evrenin homojen ve izotropik olduğunu varsayıyoruz. Belirli bir bölgede kaç tane gökada görebildiğimizi sayarız, tüm gökyüzünü kapsayacak şekilde çoğalırız. Bu durumda sayı, görülemeyen uzak soluk gökadalar için düzeltilmelidir. Burada zor olan, geçmişe bakmamız ve galaksilerin sayısının, ya evrim ya da birleşmelerle korunamayacağıdır. Bu yüzden "bugün gözlemlenebilir evrende L'den daha aydınlık olan n gökada var" gibi bir ifade bulmaya çalışmalıyız. Bu sayının kesinlikle sadece bir büyüklük tahmini sırası olduğunu düşünüyorum.

Bu bir istatistik meselesi.

Bilim adamları az miktarda yer kaplıyorlar (diyelim ki 1 saniyelik yay ). Güçlü teleskoplarla dikkatlice bakarlar ve gördükleri tüm yıldızları ve galaksileri sayarlar. Ardından, bu sayıyı toplam görünür alanda tahmin ederler.

Tabii ki uzayın birkaç noktasını hesaplayabilir ve ortalama bir sayım yapabilirler.

Sayı tahmin edildiğinden, 100 milyar mı yoksa 300 milyar yıldız mı olduğu önemli değil. Amaç Moriarty'nin işaret ettiği büyüklük sırasına sahip olmaktır.