Samanyolu düzleminde daha fazla çıplak gözle görülür yıldız yok mu?

Çıplak gözle görülebilen yıldızların çoğu 1.000 ışıkyılı içerisindedir. Güneş, yaklaşık 3.500 ışıkyılı çapında Orion kolunun içindedir. Böylece, yardımsız gördüğümüz tüm yıldızlar (çok az istisna dışında) Orion kolunun içindedir ve her yöne eşit olarak dağıtılmalıdır. Galaksinin yapısı, görünür yıldızların dağılımını etkileyemeyecek kadar büyüktür.

Yine de Samanyolu diskini görüyoruz. Ne görüyoruz? Bireysel olarak çıkaramayacağımız yıldızların loş ışığı? Veya gaz bulutları tarafından yansıtılan yıldız ışığı? Samanyolu düzleminde yıldızların çıplak göze yoğunluğu gerçekten daha yüksek değil mi? (Hafif kirli bir şehirde yaşadığım için kolayca kontrol edemiyorum)

Sadece bakarak Galaktik yapı hakkında çok şey söyleyebilirsiniz. Çıplak gözle görülebilen ~ 5000 yıldız kabaca "lognormal" bir mesafeye sahiptir. Aşağıda, Hipparcos paralaks kataloğunun en son sürümünden üretilen grafikleri göstermektedir. Şekil 1 tüm yıldızların sonuçlarını gösterir.$5.5<V<6.5$ (yani çok soluk çıplak göz yıldızları). Hipparcos kataloğu bu yıldızlar için neredeyse tamamlandı, ancak bazı yıldızlar o kadar uzak ki mesafe çok belirsiz - yine de genel resim iyi olmalı.

Ortanca mesafe yaklaşık 440 ışıkyılıdır. Ama sorunuzun öncüsü, bunun Galaksimizdeki yıldızların küresel olmayan dağılımının belirgin hale gelmesi için yeterli olduğuna itiraz ettiğinizi düşünüyorum. Cevap aslında öyle, ama sadece. Güneş, Galaksimizin diskinin düzlemine çok yakın. Bu diskin üzerindeki yıldızların ölçek yüksekliği yıldız çağına ve kütleye bağlı olarak değişir. Yaklaşık olarak, gökadamızdaki yıldızların çoğu için üstel ölçek yüksekliği 300-500 ışık yılıdır.

Bu iki Galaktik enlem bölgelerinde yıldızlı demografik bakarsak biz sadece küçük yeter mi bir fark görebilirsiniz. Aşağıdaki Şekil 2,$5.5<V<6.5$düşük galaktik enlemlerde (yeşil düzlemin 15 derece içinde) ve düzlemden 45 dereceden fazla (mavi). Açık ve anlamlı bir fark var. Gökadamızdaki yıldızların küresel simetrik olmayan doğasına ihanet ederek, düzleme doğru daha büyük mesafelerde daha fazla yıldız görülebilir.

Başka bir deyişle, Galaxy'nin yapısı çıplak göz yıldızlarının dağılımını etkileyemeyecek kadar küçük değildir .

Samanyolu'na baktığımızda, genel olarak daha uzak olan milyonlarca çözülmemiş yıldız görüyoruz. Galaksinin disk benzeri doğasının etkileri, daha uzak mesafelere gittikçe daha belirgin hale geliyor. Özellikle, yüksek Galaktik enlemlerde, sadece yıldızlar tükenir ve bu nedenle düzgün bir şekilde aydınlatılmış gökyüzü yoktur - başka bir cevapta doğru şekilde belirtildiği gibi Olber'in paradoksuna yol açar. Ancak düşük enlemlerde, genel olarak, gözlerimizin çözünürlüğünde, ışığı görsel bir uyaran sağlamak için toplamı olan birçok yıldız vardır. Bu resim toz tarafından kesildi. Galaksideki toz, yıldızlara göre uçağa daha yoğunlaşır. Bu nedenle, birkaç bin ışık yılı ötesinde, görebildiğimiz Samanyolu yapılarının şekillendirilmesinde tozun çok düşük Galaktik enlemlerde ışığı etkili bir şekilde bloke etmesinde önemli bir rol oynar.

Şekil 1: Hipparcos kataloğundaki çıplak göz yıldızları için mesafenin olasılık dağılımı

Şekil 2: Düşük ve yüksek Galaktik enlem bölgelerine (yani Galaktik düzleme doğru ve uzağa) ayrılmış çıplak göz yıldızları için mesafenin olasılık dağılımı .

ÖNEMLİ DÜZENLEME:

Cevap kabul edildikten sonra biraz tekrar kontrol ettim. Hipparcos örneğini parlak ($V<6$, 5000 yıldız) ve çok parlak ($V<3$, 173 yıldız) ve Galaktik enlemin bir fonksiyonu olarak gökyüzündeki birim alan başına yıldız dağılımına baktı (Şekil 3). Sonuçlar aşağıda gösterilmekte ve daha açık bir şekilde ifade edilmektedir. Düzlem dışı bir yüzey arasındaki asimetrinin, daha parlak örnekte bile açıkça görüldüğü ortaya çıkıyor. Bunun nedeni, çok parlak yıldızların parlak yıldızlardan çok daha yakın olmamasıdır. Belki de 350 ışıkyılıya karşılık 200 ışıkyılı medyanı. Bu nedenle, Galaktik diskin ölçek yüksekliği, küresel simetriden farkın bu tür mesafelerde görülebileceği kadar küçük olmalıdır.

Şekil 3: Parlak ve çok parlak yıldızların bir örneği için Galaktik enlem ile birim alan başına yıldız sayısının normalleştirilmiş grafiği. Galaktik düzleme doğru konsantrasyonu not edin .

DAHA FAZLA DÜZENLEME: Yukarıdaki grafikten, negatif enlemlere doğru hafif bir konsantrasyonun olduğunu bile görebilirsiniz; tepe yoğunluğu her iki durumda da -5 ila -10 derecedir. Bunun nedeni Güneş'in şu anda Galaktik düzlemin üstünde olması (tozun bir rol oynayıp oynamadığını merak ediyorum). Güneş şu anda uçağın 60 ışıkyılı üzerinde ve yukarı doğru gidiyor (bkz . Dünya / Güneş galaktik düzlemin üstünde / altında ne kadar uzağa gidiyor? ). Gösterdiğim sonuçların kombinasyonu Galaktik diskin "karakteristik kalınlığa * birkaç yüz ışık yılı değil, 60 ışık yılı fazla" olduğu sonucuna varmak için yeterli olabilir !

İlk olarak, galaksi sadece yaklaşık 1000 kat kalındır . Galaktik düzleme oldukça yakınız, belki de aşağıya doğru hareket ettiğimiz yönü çağırırsak, yaklaşık 65 ly 'yukarıda '. Görünür nesnelerin yaklaşık 1000 civarında olduğu varsayımına göre, galakside yukarıda ve aşağıda sadece 500ly yıldız olduğu için, düzlemde uçağın üstünde ve altında olduğundan daha fazla yıldız görmemiz gerektiğini varsayabiliriz.

Belki de galaktik merkezden 25kly'yiz . Bu nedenle dışa doğru yaklaşık 25kly yıldız ve içe doğru 75kly yıldız vardır. Hepsini çıplak gözle görebilseydik, bir tarafta diğerinden daha fazla yıldız görürdük. Gördüğümüz yıldızların çoğu 1000'e yakın olsa da, bu görüş bölgesindeki yıldızlar eşit olarak dağıldığı anlamına gelmez. Yıldızlar, merkeze daha yakın bir araya toplanırlar , bu da bir tarafa diğerinden daha fazlasını göreceğimizi ima eder.

Galaktik düzlemde yıldız yoğunluğunun daha yüksek olmadığı için onay aradığınız fikri nereden bulduğunuzu bilmiyorum, çünkü bu doğru değil. Yoğunluk galaksinin merkezine doğru daha fazladır; ve galaktik düzleme dik, siz ondan uzaklaştıkça yoğunluk azalır.

Ayrıca, diğer yıldızlardan gelen ışık noktalarından çok daha fazlasını görüyoruz. Yıldızların kümeleri olan diğer nesneleri görüyoruz - kümeler ve Andromeda, LMC ve SMC gibi galaksiler. Bulutsu, gaz ve toz bulutları görüyoruz. Aslında, toz başka türlü galaktik merkeze doğru görebileceğimiz şeyi gizler.

'Ne görüyoruz?' Diye sorduğunuzda cevap: bir çok şey. Galaksinin düzleminde bu 'şeylerden' daha fazlası olduğu için, bu şeylerin çoğunu çevremizde bir halka olarak görüyoruz. Galaksinin merkezine doğru daha çok şey olduğu için, halkanın bir tarafta daha parlak, daha dolgun, daha karmaşık ve baskın olduğunu görüyoruz.

Bu Olbers paradoksu olarak bilinir . (Bence) daha iyi bir açıklama burada bulunabilir .

Bu bağlantıların, evrenin (yalnızca sütlü yol değil) neden gece gökyüzümüzü yakmadığı sorusuna cevap verdiğini unutmayın. Şimdi evren (Samanyolu dahil) bunu yapamazsa, Samanyolu bunu kendi başına yapamaz ...

Yeterli ışık veren yeterli yıldız yok. Parlaklık, mesafe ile kuadratik olarak azaltılır. Bu astronomik mesafelerde çok hızlı bir şekilde artmaktadır. Komşularımız olan yıldızlar için bile.