Як би виглядало нічне небо всередині кульового скупчення?

22

Коли погода ясна, ми можемо подивитися на зірки. І ми, як правило, бачимо їх декілька тисяч, всі вони більше, ніж на від нас. $\textrm{pc}$

Зараз є кульові скупчення , які складаються з приблизно зірок, зосереджених на кілька площі. Вони виглядають так: $10^5$ $\textrm{pc}$

Кульова скупчення

Тепер, як вони (і все небо) виглядають зсередини? Уявіть, що Сонячна система знаходиться всередині такого скупчення. Це було б великою зміною? Чи буде значна різниця між ніччю та днем? Чи було б там легше чи складніше вивчати астрономію?

PS Кредити на це питання надходять до Церкви Росса.

amateur-observing fundamental-astronomy globular-clusters

— Олексій Бобрик
джерело

1

Я не впевнений, але я б подумав, що в кульовому скупченні (ГК) немає стабільної житлової зони, за винятком, можливо, у її зовнішніх частинах. Щільна зоряна щільність настільки висока, що об'єкти, подібні Сонячній системі, будуть знищені / дестабілізовані зірковими зустрічами. Отже життя, як ми знаємо, там ніколи не може скластись. Більше того, частка

не первинних елементів («метали» в астрономічному сленгу) дуже мала, принаймні, у старих ГК Чумацького Шляху. Зірки низького

набагато рідше розміщують планети. Таким чином, може бути ніхто, щоб не спостерігати за нічним небом GC.

Z

$Z$

Z

$Z$

— Вальтер

1

10^{3}

$10^3$

3

Історія Асимова Нічний опад описує цю саму ситуацію.

— dotancohen

1

@Walter Доктор Розанна Дістефано стверджує, що HZ настільки близький до їхніх червоних карликів, які домінують у ГК, що їх рідко турбують зоряні зустрічі. І що немає спостережуваної кореляції між зоряною металічністю та відомими наземними екзопланети (на відміну від газових гігантів).

— LocalFluff

14

Кульові скупчення займають цікаве місце в спектрі складених зоряних систем. Як ви зазначаєте, вони є висококонцентрованими популяціями зірок, і, здається, не вистачає жодної складової темної речовини, на відміну від більш масивних карликових галактик.

Бінарні взаємодії стають дуже важливими для імітації кульових скупчень, і що досить цікаво (можливо, не дивно), один приклад відкриття планети, знайденої в кульовому скупченні, був навколо бінарної системи зірок (див .: PSR B1620-26 b ; цей циркулярний планету знайшли на орбіті пульсара та білого карлика.). Це не означає, що немає інших прикладів, проте мені це було найпростіше зустріти. Мені було б цікаво дізнатись, наскільки поширена ця ситуація, і крім того, наскільки стабільною є дана потенційно високо хаотична обстановка, в якій вона живе. Ці міркування не відповідають на ваше запитання, але я вважав, що це досить цікаво, щоб представити як доказ на користь того, щоб ваше запитання не було необґрунтованим.

На сторінці вікі:

Кульові скупчення можуть містити велику щільність зірок; в середньому близько 0,4 зірки на кубічний парсек, збільшуючись до 100 або 1000 зірок на кубічний парсек в ядрі кластера. [26] Типова відстань між зірками в кульовому скупченні становить близько 1 світлового року [27], але за своєю суттю поділ можна порівняти з розмірами Сонячної системи (у 100 - 1000 разів ближче, ніж зірки біля Сонячної системи) . [28]

Здається, це вказує на мене, що розташування всередині кульового скупчення мало б значення. Якщо в основі середня відстань між зірками приблизно в три тисячі разів ближче, ніж наш найближчий сусід до нашого Сонця (моя оцінка, щоб дати певну перспективу: кілька світлових років до Проксима Кентавра, розділене на 100, приблизно 3000 АС (приблизно в 100 разів більше, ніж Плутон від сонця)), то стабільні орбіти можуть бути зміщені всередину або просто не існувати через взаємодії двох тіл.

Однак якби життя існувало (припущення, що ми збираємось зробити для цілей вашого запитання), ми б побачили зовсім інше нічне небо. Згідно з цією роботою , профіль щільності чисельності зірок всередині кульового скупчення M92 досить добре відповідає профілю Вілсона, який має вигляд:

f_{W} = A {e^{- a E} - e^{- a E_{0}} [1 - a (E - E_{0})]}

$f_{W} = A\{ e^{-aE} - e^{-aE_{0}} [1 - a(E-E_{0}) ] \}$

E \leq E_{0}

$E \le E_{0}$

E = v^{2} / 2 + Φ (r)

$E = v^{2}/2 + \Phi(r)$

$\Phi(r)$ $E_{0}$

$10^{5}$ $10^{5}$ $L \propto f$ $D_{L}$ $10^{5}$

$M = -6.43$ $m=-38$ $d=1$
$m=-26.43$ $M=-6.43$ $d = .00326 ly$

Іншими словами, блакитний надгігант на середній відстані між зірками всередині кульового скупчення здається таким же яскравим, як і для нас наше сонце! Це абсолютно божевільно. Залежно від того, де воно знаходиться по відношенню до Сонця, це може спричинити за собою два дні, або, можливо, один день, що перевищує половину часу, який потребує обертання вашої планети один раз. Я вважаю, що це, безумовно, заважатиме спостерігати в оптичній (і коротшій довжині хвилі).

— астромакс
джерело

m

$m$

M

$M$

E_{0}

$E_{0}$

R_{c o r e} / N_{*, c o r e}^{1 / 3}

$R_{core}/N_{*,core}^{1/3}$

1

Так само, як сторонне позначення, ще одним цікавим питанням буде те, чи зміниться щось, якби кластер був або не був би розбитим ядром. Крім того, ви праві, зірки, що залишають пост-МС, змінили б час від часу, коли дивитися зсередини кластера.

— Олексій Бобрик

7

Насправді, недавно деякі люди поставилися до цього більш серйозно і провели комп'ютерне моделювання для візуалізації нічного неба, як видно з кульового скупчення.

Стаття з’явилася нещодавно в журналі «Астрономія».

Це лише один приклад типового зображення всередині кульового скупчення:

введіть тут опис зображення

Ще кілька дискусій можна знайти тут: http://io9.com/what-the-night-sky-would-look-like-from-inside-a-globul-1589324556

А випуск журналу, що містить статтю Вільяма Гарріса та Джеремі Вебба, можна знайти тут: http://www.astronomy.com/magazine/press-releases/2014/05/july-2014

— Олексій Бобрик
джерело

6

У типовому положенні в кульовому скупченні (можливо, на півдорозі між центром і краєм) на небі було б набагато більше яскравих зірок через щільність зірки. Вони будуть розподілятися нерівномірно в небі, більше світла надходить від центру кульового скупчення.

$\approx -3$

Якби наші чужорідні очі добре розпізнавали довжину хвилі, небо здавалося б червонішим . У кульових скупчень багато старих зірок (більше червоних) і дуже мало масивних зірок (менше синіх), оскільки вони не є місцями активного утворення зірок.

— Зак Лі
джерело

4

Припустимо, дані для кульового скупчення еквівалентні даним у M13 .

Враховуючи 300 000 зірок і радіус 1 л, припустимо рівномірну щільність.

Ще одне припущення - це вважати всі зірки подібними до Сонця.

ρ = \frac{300000 * 3}{4 π (1 l y)^{3}} \approx 9 \times 10^{- 44} m^{- 3}

$\rho = \frac{300000*3}{4\pi(1\ ly)^3} \approx 9 \times10^{-44}\ m^{-3}$

λ = \frac{1}{\sqrt{2} π D^{2} ρ}

$\lambda = \frac{1}{\sqrt{2}\pi D^2 \rho}$

D = 14 \times 10^{8} m

$D = 14 \times 10^{8}\ m$

λ \approx 10^{24} m \equiv 10^{8} l y

$\lambda \approx 10^{24}\ m \equiv 10^{8}\ ly$

Тепер вам не потрібно бути генієм, щоб побачити, як виглядатиме небо, якщо найближчі до вас зорі є такими далеко. Це буде майже як наше власне небо, але просто багато зірок у кожному напрямку. Спеціального походу в потоці не надійде.

Щільність чисел у центрі набагато вище. Але навіть якщо ви вважаєте, що щільність у центрі на замовлення вище середнього значення, нецікавий погляд існує! Як зазначив Зак, у нас буде багато світла довгої хвилі через велику кількість старих зірок.

Зазначається, що оптичний вигляд не буде надто привабливим, але відчуття певного відчуття знаходиться в центрі кульового скупчення. Дуже важко триматись там довгий час, уникаючи зіткнень або пережити радіаційний та зоряний вітер від зіткнень та нових, які є частими для кульового скупчення.

— Чіку
джерело

λ

$\lambda$

p c / N^{1 / 3} \approx 10^{- 2} p c

$pc/N^{1/3}\approx 10^{-2} pc$

Ні, я використовую це як приблизну оцінку порядку середньої відстані між будь-якими двома зірками в кульовому скупченні.

— Чеку

10^{8}

$10^8$

Так, ця конкретна оцінка сильно залежить від щільності чисельності, яку я вважаю рівномірною. Я шукав багато статей і маю тривалі розрахунки у своєму блокноті, але тоді вам знадобилося уявлення про те, як це буде "виглядати" так ...

— Cheeku

1

@AlexeyBobrick Зараз я бачу. Я мав щось дізнатися з власної відповіді. Добре!

— Чеку