Por que você usa o log para medir a metalicidade nas galáxias?

8

Por exemplo, vi a seguinte expressão para matalidade em um artigo: .log(O/H)+12

Entendo O / H é a razão O (oxigênio) para H (hidrogênio), mas por que existe o número 12? E por que o logaritmo?

Aaron-S
fonte

Respostas:

5

A distribuição das metalicalidades parece estar mais uniformemente espalhada no espaço do log do que no espaço linear. A razão para isso pode ser atribuída ao fato de não haver escala preferida para a abundância de um determinado elemento; ao contrário, abrangem várias ordens de magnitude. O mesmo pode ser dito, por exemplo, sobre a distribuição dos tamanhos dos grãos de poeira, a distribuição da massa de halos da matéria escura e a distribuição da área dos lagos na Terra.

Portanto, se você medir o número de átomos de oxigênio (ou íons) em dez estrelas e dividir pelo número de átomos de hidrogênio, poderá obter valores como Ao plotar isso em um gráfico linear e um logarítmico, você vê que em uma escala de log, os valores são mais fáceis de distinguir:

O/H={0.03,3.5,25,0.003,0.9,0.4,0.09,0.01,8,0.02}×104.

lin registro

(Outra razão, como zibadawa timmy escreve em sua resposta, é que, tomando o log, você não precisa escrever todos esses fatores).10x

Agora, por que adicionar 12? Esse fator corresponde à medição do número de um determinado átomo por átomos de hidrogênio. Eu tenho perguntado a colegas de alunos para professores, e a melhor resposta que podemos encontrar é que os elementos menos abundantes no Sol (urânio, rênio, tório ...) têm abundância da ordem de um por 10 12 átomos de hidrogênio, adicionando 12 ao log ( X / H )10121012log(X/H)torna todos os valores positivos. Essa angústia de valores negativos, eu não entendo, no entanto. Normalmente, estamos bem com desvantagens. E medir a metalicidade em estrelas ou gás da metalicidade sub-solar produz valores negativos de qualquer maneira. Além disso, a escala estava em uso mesmo quando tínhamos apenas limiares mais baixos para urânio e bismuto de e log ( B i / H ) + 12 < 0,6 , respectivamente ( Grevesse 1969 ) e não não sei se eles eram realmente menores.log(U/H)+12<0.8log(Bi/H)+12<0.6

pela
fonte
1
Também não consegui descobrir o motivo dos 12. Sua explicação é plausível. Talvez como a escala de pH.
Rob Jeffries
Fordømt! Você foi minha melhor chance de alguém que saberia disso, @ RobJeffries.
pela
2

O/HO/H=1014log(O/H)=14

>0<0

log(Osun/Hsun))=12

log(O/H)+12=log(O/H)log(Osun/Hsun))=log(O/HOsun/Hsun).
O/H101=3O/H103=1/100010000
zibadawa timmy
fonte
2
Nesta notação, o Sol tem uma metalicidade de 8,7. Uma metalicidade de -12 significa 12 ordens de magnitude menores que o Sol, ou seja, menos do que as estrelas do Pop III mais pobres em metais (e hipotetizadas).
pela
Ok, relendo meu comentário, vejo que ele foi mal escrito, mas log (O / H) +12 é ~ 8,7 para o Sol, e "log (O / H) = –12" significaria 8,7 des abaixo do Sol , menos que as estrelas do Pop III.
pela
@pela É bom saber. Sem o OP especificando de onde ele leu os 12, é difícil saber de onde isso veio. Ele parecia sugerir galáxias, que deveriam ser mais pobres em metais do que suas estrelas em geral devido às nuvens difusas de hidrogênio e hélio. Embora se é ainda mais pobre que as estrelas do Pop III ... isso seria estranho.
Zibadawa timmy 17/09/2015
1
10121012