Boötes Void numbers, 2016

Als Leser der allgemeinen Wissenschaft (daher auch Wikipedia!) Habe ich die letzte Information, dass in der Leere von Boötes im Jahr 1997 60 Galaxien "gefunden und gezählt" wurden .

(1) Wie viele Galaxien sind in der Leere von Boötes zuletzt "bekannt"?

Die Leere von Boötes hat einen Durchmesser von 250 Millionen Lichtjahren. (Sagen wir, .002 von der Breite des sichtbaren Universums?) Es scheint - unglaublich - nur 60 Galaxien zu haben.

Der Wert "60" (oder eine neue Zahl seit 1997), vielleicht habe ich ihn falsch verstanden, oder er ist falsch gemeldet oder hat eine andere Bedeutung? Galaxien werden zu Tausenden oder Zehntausenden gezählt, es scheint kaum zu glauben, dass in einem kosmologischen Raum die Zahl "60" auftauchen würde.

Was ist also (2) die Überlegung, wie viele Galaxien es wahrscheinlich in der Leere von Boötes gibt? Eine Größenordnung. Geht es um "ungefähr 100" oder "um eine Billion" oder was?

In was (3) zitierst du normalerweise die Galaxiendichte? Galaxien pro Gpc ³ oder?

In der Tat versuche ich, ein (4) vergleichendes Gefühl für die galaktische Dichte in der Leere von Boötes im Vergleich zu anderen zu erhalten . Was ist die Galaxiendichte in der Boötes-Leere im Vergleich zum Universum im Allgemeinen oder, wenn sie aussagekräftiger ist als Superhaufen, Wände oder?

Ist es "ein Zehntel so dicht"? Ein Zillionstel? Eine Hälfte? Wie leer ist dieser Trottel?

Des Weiteren...

BruceS unten hat sinnvollerweise darauf hingewiesen, dass sich die "60" -Galaxien ohnehin nur in einer kleinen Röhre befinden, die anscheinend die Leere von Boötes durchschneidet .

Bedeutet das, dass der eigentliche Hauptteil der Boötes-Leere - abgesehen von dieser Röhre - buchstäblich leer ist, überhaupt keine Galaxien ?

Das scheint total unglaublich. Ich glaube, wir brauchen wirklich einen Galaxien zählenden Astronomen, um die Natur der Boötes-Leere aufzuklären.

galaxy cosmology

— Fattie
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Antworten:

Eine ADS-Suche nach referierten astronomischen Artikeln, einschließlich der Wörter "Boötes Void" im Titel, liefert nur zwei Artikel in diesem Jahrtausend, in den Jahren 2001 und 2002, und selbst diese enthalten keine neuen Daten, sondern verwenden Daten aus den frühen neunziger Jahren. Insbesondere für die Zahlendichte von Galaxien in der Leere von Boötes kann ich keine neueren Referenzen finden, aber ein typischer Wert ist ungefähr ein Zehntel der durchschnittlichen Zahlendichte im Universum.

Theoretischer Ansatz

Ich vorher beantwortet die ähnliche Frage der Anzahl der Galaxien in einer über Dichte. Diese Antwort basiert auf einer analytischen Anpassung an (beobachtungsmäßig kalibrierte) Simulationen der Galaxienhalo-Bildung, wobei die sogenannte Halo-Massenfunktion , dh die Anzahl der Galaxienhalos pro Halo-Masse, angegeben wird. Die Gesamtzahl von Galaxien in einem Volumen kann ausgedrückt werden als wobei $N_\mathrm{gal}$ $V$

N_{G ein l} = n_{G ein l} \times V \times δ,

$N_\mathrm{gal} = n_\mathrm{gal} \times V \times \delta,$

n_{g a l}

$n_\mathrm{gal}$ ist die durchschnittliche Zahlendichte von Galaxien im Universum und

und

δ

$\delta$ ist die relative Dichte im Volumen. Wie ich in der anderen Antwort geschrieben habe, ist

eine Zahl, die Sie dazu veranlasst, eine untere Schwelle der Galaxiengröße zu definieren. Der Grund ist, dass es umso mehr gibt, je niedriger Sie gehen, und es keine formale Schwelle dafür gibt, wie viel mehr Sterne Sie benötigen, bevor Sie sie Galaxie nennen. Aber wie in der anderen Antwort können wir für diese Diskussion Galaxien in der Größe von kleinen Magellanschen Wolken als unser unteres Minimum verwenden. In diesem Fall mit

n_{g a l}

$n_\mathrm{gal}$

δ \sim 0.1

$\delta\sim0.1$

, wird die Gesamtanzahl

V \sim 236, 000 {M p c}^{3}

$V\sim236,\!000\,\mathrm{Mpc}^3$

N_{G ein l, B Ö Ö t e s} = 0,17 {M p c}^{- 3} \times 236, 000 {M p c}^{3} \times 0,1 ≃ 4000 G ein l ein x ich e s .

$N_\mathrm{gal,Böotes} = 0.17\,\mathrm{Mpc}^{-3} \, \times \, 236,\!000\,\mathrm{Mpc}^3 \, \times \, 0.1 \, \simeq \, 4000\,\mathrm{galaxies}.$ Einheiten der Galaxienzahldichte

$\mathrm{Mpc}^{-3}$ $h^3$ $h=0.7$ $H_0 = 70\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}\,\mathrm{Mpc}^{-1}$ $H_0$

Beobachtungsansatz

$m_\mathrm{lim}$ $m_\mathrm{lim} \sim 20$ $m=20$ würde vermisst werden.

$\mu\sim37$

M_{l ich m} = m_{l ich m} - μ ≃ - 17,

$M_\mathrm{lim} = m_\mathrm{lim} - \mu \simeq -17,$ die zwischen den kleinen und der großen Magellanic Wolke irgendwo ist.

$\Phi$ $M=-17$ $10^{-2.5}\sim0.003\,\mathrm{Mpc}^{-3}\,\mathrm{mag}^{-1}$

$M=-17$ $M=-17$ $0.004\,\mathrm{Mpc}^{-3}$ $V$ $\delta$ $N_\mathrm{gal,Böotes} \simeq 100$

Abschließend lässt sich sagen, dass die Zahl 60 in etwa mit den beobachteten Erwartungen übereinstimmt. Theoretisch würden wir jedoch erwarten, dass es viel mehr Galaxien gibt (obwohl diese sehr klein sind).

Lage der Galaxien

Sie entdeckten, dass Galaxien in einer "Röhre" liegen, die sich über die Leere erstreckt. Im Allgemeinen sind Galaxien und das darunter liegende Massenfeld der dunklen Materie nicht gleichmäßig verteilt, sondern bilden Knoten, Blätter und Filamente, die durch Hohlräume getrennt sind. Ich vermute, dass diese "Röhre" solch ein Filament ist. Außerhalb dieses Filaments ist der Hohlraum hohl, aber nicht vollständig hohl. Es wird immer noch Galaxien geben, wenn auch nur wenige und kleine.

— pela
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Warten Sie - es 0.17 Mpc-3handelt sich tatsächlich um die "typische galaktische Dichte des Universums" {auf der metrischen Ebene "Kleine Magellansche Wolke"}, stimmt das? Danke dafür!

— Fattie

Nochmals vielen Dank dafür. Ist genial. Meine unmittelbare Frage: Ich bin von der Zahl "60" bamboozled. Wenn es in der Größenordnung von 4000 Galaxien "in der Leere von Boötes" gibt, scheint es mir auf einer Reihe von Ebenen unsinnig, dass "60" gefunden wurden, und anscheinend waren diese 60 tatsächlich "in der Röhre". Wenn wir "die Röhre" tatsächlich als eine Überdichte unter den 4000 interpretieren, ist etwas verwirrt. {Oder ist die Idee, dass die BV bis auf 4000 in einer Röhre völlig leer ist ?} {Ist es tatsächlich richtig, dass die 60 "in der Röhre" sind, oder ist dies ein Fehler auf dem Weg?}

— Fattie

^{- 3}

$^{-3}$

Aber da die Leere so weit weg ist, werden Sie nicht so kleine Galaxien wie die SMC sehen können, nur die helleren. Soweit ich sehen kann, liegen die detektierten Galaxien tatsächlich in einer "Röhre". Es ist wahrscheinlich ein Filament, das sich über die Leere erstreckt und die größten Galaxien beherbergt, die dann die einzigen sind, die wir sehen können.

— Pela

10^{12}

$10^{12}$

Beachten Sie zunächst, dass die Verteilung der Galaxien im Universum nicht gleichmäßig ist. Sie befinden sich nicht nur hauptsächlich an Filamenten oder Wänden, sondern variieren auch in der Dichte.

Bisher wurden 60 (bis 2013 http://asd.gsfc.nasa.gov/blueshift/index.php/2013/07/30/jasons-blog-next-stop-voids/ ) Galaxien in der Leere von Boötes entdeckt und all diese finden sich in einer röhrenförmigen Form, die durch die Leere verläuft. Wenn wir eine grobe Schätzung von etwa 1 Galaxie alle 10 Millionen Lichtjahre (4-mal weiter als Andromeda) verwenden, sollten sich in der Leere von Boötes etwa 2.000 Galaxien befinden. Eine gute Größenordnungsschätzung wäre also, dass die Galaxiendichte etwa 3% der einer "typischen" Region beträgt.

Nur Übrigens. Wenn ein 3D-Raum 250 Einheiten umfasst und alle 10 Einheiten ein Punkt vorhanden ist, enthält er etwa 20.000 Punkte (nicht 2.000). (Es könnte sein, dass das Jahr 2000 in der Antwort auf "nur die Röhre" verweist.)

— Fattie

Beachten Sie, dass der verlinkte Blog-Beitrag (der 2013 verfasst wurde) nur die alte, 20-jährige "60" -Figur aus Wikipedia zu zitieren scheint. Die ungerade "2000" -Berechnung stammt ebenfalls aus diesem Blogbeitrag. Es ist schwer zu glauben, dass seit 1997 nicht mehr Galaxien "gefunden und gezählt" wurden .

— Fattie