В случайном направлении я с большей вероятностью найду карликовую или гигантскую галактику?

Сначала пара оговорок:

  • Мой заголовок объясняет идею моего вопроса, но я сформулирую его немного иначе, чтобы сделать его менее субъективным.
  • В конечном итоге это похоже на домашнее задание (и я пометил его как таковое), но на самом деле оно мотивировано проблемой исследовательского уровня.

Учитывая это, возможно, мне следует точно сформулировать свой вопрос ( это tl;dr ):

Если я выберу линию обзора на небе случайным образом, звездная масса какой галактики разделит набор всех галактик на две популяции, чтобы у меня был равный шанс пересечения моей линии обзора с галактикой из каждой популяции?

  • Это немного лучше поставлено, чем в заголовке вопроса, просто потому, что попытка провести границу между карликами и гигантами немного произвольна. Вместо этого я спрашиваю, где вы проводите линию, чтобы столкновение с галактикой по обе стороны от линии было равновероятным.
  • Смысл в том, что имеет значение не только числовая плотность галактик, но и их размер, который можно определить любым разумным способом (последовательно для всех галактик). Есть намного больше маленьких галактик, но они также меньше, чем большие галактики, так в какую из них я с большей вероятностью попаду?
  • Ответ не обязательно должен быть в звездной массе, достаточно любой разумно эквивалентной величины (другие массы, светимости и т. д.).
  • Очевидно, что наиболее вероятной галактикой, с которой вы столкнетесь, будет Млечный Путь, и будут другие отклонения от структуры ближнего поля. Меня больше интересуют хотя бы умеренно удаленные объекты, поэтому я задаю этот вопрос с точки зрения наблюдателя, размещенного случайным образом в космосе, - поэтому аргумент должен основываться на усредненных по большим объемам числовых плотностях и т. д.
  • Меня интересует учет эволюции соответствующих величин на красном смещении. Галактики в ранние времена в среднем меньше. Расстояние углового диаметра начинает иметь значение при более высоком красном смещении (и там много объема!).
  • Использование отношений масштабирования для перехода между различными массами, размерами и т. д. — это нормально.

Наконец, немного предыстории того, почему меня интересует этот вопрос. За чашкой кофе мы с коллегой поговорили о системах DLA.. Это происходит, когда квазар (яркий точечный источник) имеет галактику на переднем плане, так что измеряется спектр поглощения содержания газа в галактике. Галактику, производящую поглощение, обычно невозможно обнаружить, потому что она (1) по своей природе тусклая и (2) прямо над ней на изображении гудящий яркий квазар. Квазары более или менее беспорядочно разбросаны по небу, поэтому вопрос в том, что я, скорее всего, буду измерять в среднем спектр поглощения большой или маленькой галактики? Таким образом, еще более интересным ответом было бы использование поперечного сечения галактик с достаточно высокой плотностью газового столба для создания системы DLA вместо какой-либо другой меры размера. Если кому-то это удастся, вы можете ожидать от меня одобрения + одобрения + щедрого вознаграждения :)

Попробуйте отправить это Рэндаллу Манро здесь. Он отвечает на странные вопросы и умеет копаться в поисках информации.
Отличный вопрос! Хотелось бы, чтобы у меня было время найти ответ, я думаю, что это возможно и может быть интересной проблемой для решения. Но много времени.
Однако это неясно. Квазары более или менее случайным образом распределены по небу, но не на красных смещениях - их гораздо больше на красных смещениях 2-4, чем на более высоких или более низких красных смещениях, IIRC. Так вы имеете в виду случайную линию обзора или линию обзора случайного квазара?
@Thriveth рад начать со случайной строки, но добавление распределения квазара тоже было бы интересно!

Ответы (2)

Типичная галактика маленькая.

Аргументация (которая не является моей собственной мыслью) выглядит следующим образом:

Распределение светимостей галактик задается функцией светимости ф ( л ) . Предполагая связь между светимостью и размерами р ∝ л 0,4 ( Holmberg 1975 ), это можно перевести в распределение по размерам ф ( р ) . Типичный размер поглотителя затем находится путем максимизации р 2 ф ( р ) (в квадрате, так как площадь ∝ радиус 2 ). С ф также является функцией красного смещения, у вас есть зависимость от красного смещения.

Мо и др. (2010) обсуждаются в гл. 16.5.4 о размерах поглотителей в Лимане α лес (показывая, что типичные поглотители LAF намного больше, чем отдельные галактики). Онлайн-версию можно найти здесь .

Финбо и др. (1999) обсуждают это применительно к амортизирующим поглотителям Lyman α.

Обратите внимание, что модель довольно проста, и что есть некоторые оговорки. Например, соотношение Холмберга определяется локально, а не при большом красном смещении. Но есть признаки того, что это справедливо и при более высоком красном смещении (возможно, я могу найти ссылки на это, если хотите). Кроме того, слабый конечный наклон α LF плохо определяется при больших z, что приводит к неопределенности. Ваш результат весьма чувствителен к α (для α ≤ − 2 , максимум расходится). Наконец, галактики не идеальные сферы, ф может не задаваться функцией Шехтера и т. д. и т. п.

В простейшем случае, предполагающем однородное распределение, вероятность обнаружения карликовой галактики (D) или гигантской галактики (G) будет прямо пропорциональна их относительной распространенности. Например, если D в 10 раз больше, чем G, то вероятности составляют 10/11 для D и 1/11 для G в любом случайном направлении. Если распределение неоднородно, то вам нужно найти сектора, которые «близки» к тому, чтобы быть однородными, найти относительное содержание Ds и Gs в секторе и рассчитать, как указано выше. Это будет применяться только в направлении выбранного сектора. Повторите вышеописанное для других секторов, представляющих интерес.

Это своего рода пункт моего второго последнего пункта — эволюция красного смещения всех соответствующих величин.
Почему шанс не будет основываться на относительном размере в дополнение к относительному изобилию?
В случайном направлении я с большей вероятностью найду карликовую или гигантскую галактику?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v