点光源である星と銀河の違いを検出できますか?


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明らかに、星は点光源です。銀河は近い場合は不規則な塊である必要がありますが、遠くにある場合は、銀河も単なる点光源のように見えます。

星と銀河は両方とも点源としてのみ検出可能であると仮定すると、天文学者は赤方偏移でそれらを区別できますか?他の方法で?

フォローアップの質問...

宇宙が点源としてしか検出できない場合、銀河の何パーセントですか?


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点光源として見られる銀河の割合は、機器によって異なりますが、どの銀河を考えていますか?
cphyc

回答:


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銀河と星を区別するために、スペクトルを使用できます。大まかに言って、星は黒体のようなスペクトルを持ち、その特徴は視線上および星の彩層内の吸収と放射に依存します。

一方、多数の星の合成物であるスペクトルの銀河。たとえば、星のスペクトルの多様性のために、スペクトルははるかに広くなります(より小さな波長からより大きな波長まで)。

違いの概要を簡単に知りたい場合は、http: //www.atnf.csiro.au/outreach/education/senior/astrophysics/spectra_astro_types.htmlをご覧ください

点光源として見られる銀河の数については正確な数はありませんが、答えは楽器ごとに大きく異なります。干渉計で電波望遠鏡を使用して銀河を観察しようとすると、地球ベースの小さな可視望遠鏡などよりもはるかに優れたスケールを解決できます。


高度に赤方偏移されたスペクトルから異なる帯域を検出するために、実際にその高解像度に到達することは可能でしたか?
ルルーシュ

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また、銀河内の星は、星の表面よりも動きが多く、ドップラーシフトによって線がよりぼやけます。
ローレンペクテル

また、スローンデジタルスカイサーベイ(SDSS)によって生成された約1 arcsecの解像度を持つ画像を調べて、約10 arcsec(6 arcsecネイティブ、 PSFを使用して、ポイントのようなオブジェクトを検出する感度を向上させます)。(179.710668548、-0.438511083)で銀河の比較-素晴らしく、で解決SDSS、で特色ドットAllWISE
ショーンレイク

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@Lelouchは、スペクトル全体が一様に赤方偏移しているため、遠くの銀河でも地球上のバンドなどを実際に解決できます。ただし、銀河の放射可視スペクトルにバンドを持たせることはますます難しくなっています。
cphyc

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「丸い」銀河でさえ星とは異なって見える

cphycの質問に対する答えは非常に優れています。分光法が答えです。ただし、以下で説明するように、銀河は点光源ではないため、星と銀河の形態も異なります。どちらも丸いですが、放射状に光が落ちる方法は異なります。星の光は、中心から外への正規分布としておおよそ減少します(機器に依存するいくつかの余分なプロファイルが折り畳まれます)が、銀河の表面輝度プロファイルはやや複雑な方法で減少します(例:セルティックプロファイル)。

銀河は点光源になりますか?

に関して。点源である銀河の一部、答えは事実上ありません。銀河はほぼ常に解決できますが、cphycが正しく言っているように、どの機器でも解決できません。電波望遠鏡とガンマ線望遠鏡の分解能は非常に低く、これらの波長では、通常、光源が比較的近くにない限り解決できません。しかし、UVやIRだけでなく光学波長でも、ハッブル宇宙望遠鏡のような望遠鏡や優れた地上の望遠鏡でさえ、すべての銀河を解像することができます。

膨張する宇宙の角直径

その理由は、膨張する宇宙のかなり独特な特徴です:銀河は、(日常生活から予想されるように)遠くにあるほど小さく見えますが、一定の距離までしか見えないと、その後大きくなります。これはなぜですか?光は有限の速度で移動するため、過去と同じように銀河を観測します-遠いほど、長い時間前。また、拡大する宇宙では「ずっと前」も近いことを意味するため、銀河が空に広がる角度は、光が放射されたときに広がる角度であり、今日に及ぶ角度ではありません。つまり、非常に遠方の銀河は、今日のように非常に近く、大きな角度に広がっているときに見える光を放出しました。

距離と銀河の立体角の正確な関係は、宇宙論(密度パラメーター、ハッブル定数などの値)に依存します。最新のプランク測定(2015)では、直径1 kpc(〜3000光年)の銀河(小さな銀河と見なされます)は、この図で示される角度に広がります。

arcsec_kpc

銀河は、遠く離れるほど小さくなり、約150億光年の距離になり、その後再び大きく見えることがわかります。観測された最も遠い銀河であるGN-z11は、ビッグバンから5億年も経たないうちに光が放出されたほど遠くにあります。半径が(Oesch et)、これはまだ0.15アーク秒に及びます。これはHSTで解決可能です。0.6±0.3kpc

表面の輝度を下げる

残念ながら、この効果により、遠方の銀河も検出しにくくなります。銀河は非常に多くの光しか放出しないので、その光を、たとえば角の直径の2倍に分配すると、明るさが4倍低下します。

したがって、非常に遠い銀河を観測する問題は、それらが小さいということではなく、それらが薄暗いということです。


@pelaこれを次のように考えるのは理にかなっています:新しい銀河が私たちのCosmological Horizo​​nで見えるようになるとき、それらはより大きな角直径にまたがって、それで非常にかすかな場合でもより大きく見えますか?
Dhruv Saxena

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zz1100z10

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。この物体は明らかに星であり、主に回折スパイクのためにわかります。これらの回折スパイクは、小さなピンポイントである銀河でさえ、銀河には見られません。これは、そのような回折スパイクが発生すると予想される望遠鏡で見ているときに、星と銀河を視覚的に区別する比較的簡単な方法です。

ハッブルエクストリームディープフィールド

これは、視覚的には、星と銀河の両方が画像上の小さなスポットであっても、異なって見えることを意味します。また、あまり知覚できない方法で見える方法にも違いがあります。この概念は、天空のイメージを与えられ、星と銀河を区別できるように設計された、天文学者によって広く使用されているプログラムSExtractorによって活用されています。それは、銀河と星が画像にどのように現れるかの間のこれらの小さな違いを使用して、どれがどれであるかを判断します。このプログラムが星と銀河をどのように区別するかについての詳細情報が必要な場合は、公開されている論文をご覧ください。


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銀河に回折スパイクがないのはなぜですか?
ジョンドヴォルザーク

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@JanDvorak銀河が回折スパイクを生成しないのはそれほどではありません。銀河で回折スパイクが見られないほどです。銀河は拡張されたオブジェクトですが、星は点光源です。銀河の場合、すべての点が(薄暗い)回折スパイクを生成しますが、画像全体では、それらのスパイクが互いにくすんでいるため、「点のような」星の場合のように銀河の素敵な回折スパイクは表示されません。第二に、銀河はしばしば星よりも暗いです。結果として生じる回折スパイクは、非常に見づらくなります。
ゼファー

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@Zack基本的に遠くに見えない単一の星。しかし、それでも、銀河には数十億の重複セットがあるスパイクの単一セットがあります。2015年、ハッブルの写真はアンドロメダの個々の星解決しました。個々の星は、天の川の外(そして、いくつかのより近いd小銀河の中で)に撮像されたことはないと思います。
user2338816

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また、回折スパイクは、ご使用の機器がオブジェクトを点として、または未解決の拡張ソースとして見ているという事実によるものであることに注意する価値があります。例えば、あなたは肉眼で空を見つめ、星は「輝いている」(これらのスパイクが見えます)が、火星や木星のような惑星はそうではありません。これは、私たちの目はそれらを未解決の拡張ソースと見なしているのに対し、星は単なるあなたの目にとってのポイントだからです。
cphyc

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@JDługosz多くの星からの曇ったhの中のセファイドの光の変化を検出するために、単一の星の実際の解像度は必要ありません。彼は、彼が星雲だと思ったものの明るさの急激な増加を見て、彼が新星を目撃したと仮定しました。他の人による以前の写真と比較した後、彼はその変動性をセファイドと認識しました。セファイドの距離を計算できる数学があり、結果はそれを私たちの銀河の外に少なくとも100万光年置きました。それは彼がそれが星雲ではないことに気づいたときです、個々の星のためなら。まだhのように見えた。
user2338816
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