Como seria o céu noturno de dentro de um aglomerado globular?

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Quando o tempo está bom, podemos olhar para as estrelas. E normalmente veríamos vários milhares deles, todos eles a mais de um de nós. $\textrm{pc}$

Agora, existem aglomerados globulares , que consistem em cerca de estrelas concentradas em uma área de poucos . Do lado de fora eles ficam assim: $10^5$ $\textrm{pc}$

Um aglomerado globular

Agora, como eles (e todo o céu) se parecem por dentro? Imagine que o sistema solar esteja dentro desse cluster. Seria uma grande mudança? Haveria uma diferença significativa entre noite e dia? Seria mais fácil ou mais difícil estudar astronomia lá?

PS Os créditos para a pergunta vão para a Igreja Ross.

amateur-observing fundamental-astronomy globular-clusters Alexey Bobrick
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Não tenho certeza, mas acho que não existe uma zona habitável estável dentro de um cluster globular (GC), exceto talvez em suas partes externas. A densidade estelar é tão alta que os objetos do sistema solar serão destruídos / desestabilizados por encontros estelares. Portanto, a vida como a conhecemos pode nunca se formar lá. Além disso, a fração

de elementos não primordiais ("metais" na gíria da astronomia) é muito baixa, pelo menos nos antigos GCs da Via Láctea. Estrelas baixas em

têm muito menos probabilidade de hospedar planetas. Portanto, pode não haver ninguém para observar o céu noturno do GC.

Z

$Z$

Z

$Z$

28513 Walter Walter

1

10^{3}

$10^3$

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A história de Asimov Nightfall descreve essa mesma situação.

dotancohen 27/12/13

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A Dra. Rosanne DiStefano, da @Walter, argumenta que o HZ está tão perto de suas anãs vermelhas que dominam nos GCs que raramente são perturbadas por encontros estelares. E que não há correlação observada entre a metalicidade estelar e os exoplanetas terrestres conhecidos (em oposição aos gigantes gasosos).

precisa saber é o seguinte

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Aglomerados globulares ocupam um lugar interessante no espectro de sistemas estelares compostos. Como você aponta, elas são populações altamente concentradas de estrelas e parecem não ter nenhum componente da matéria escura, ao contrário de galáxias anãs mais massivas.

As interações binárias tornam-se muito importantes na simulação de aglomerados globulares e, curiosamente (talvez sem surpresa), o único exemplo de descoberta de um planeta encontrado em um aglomerado globular tem sido em torno de um sistema estelar binário (veja: PSR B1620-26 b ; este circuito foi encontrado orbitando um pulsar e uma anã branca.). Isso não quer dizer que não haja outros exemplos; no entanto, esse foi o mais fácil para mim. Eu estaria interessado em saber quão comum é essa situação e, além disso, quão estável é o ambiente potencialmente caótico em que vive. Essas especulações não respondem à sua pergunta, mas achei interessante o suficiente para trazer como evidência. em favor de sua pergunta não ser uma pergunta irracional.

Na página wiki:

Aglomerados globulares podem conter uma alta densidade de estrelas; em média, cerca de 0,4 estrelas por parsec cúbico, aumentando para 100 ou 1000 estrelas por parsec cúbico no núcleo do cluster. [26] A distância típica entre estrelas em um aglomerado globular é de cerca de 1 ano-luz, [27] mas, em seu núcleo, a separação é comparável ao tamanho do sistema solar (100 a 1000 vezes mais próximo do que as estrelas próximas ao sistema solar). . [28]

Isso parece indicar para mim que a localização dentro do aglomerado globular importaria bastante. Se no centro a distância média entre as estrelas é cerca de três mil vezes mais próxima do que o nosso vizinho mais próximo está do nosso sol (minha estimativa é dar uma perspectiva: alguns anos-luz de Proxima Centauri divididos por 100 são cerca de 3000AU (cerca de 100 vezes mais que Plutão) do sol)), então órbitas estáveis podem ser deslocadas para dentro, ou simplesmente podem não existir devido a interações de dois corpos.

No entanto, se a vida existisse (uma suposição que faremos para os propósitos de sua pergunta), veríamos um céu noturno muito diferente. De acordo com este artigo , o perfil de densidade numérica de estrelas dentro do aglomerado globular M92 segue bastante bem um perfil de Wilson, que tem a forma:

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)

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

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

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

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

Em outras palavras, uma supergigante azul a uma distância média entre estrelas dentro de um aglomerado globular parece ser tão brilhante quanto o nosso sol é para nós! Isso é absolutamente louco. Dependendo de onde está em relação ao sol, pode causar efetivamente dois dias, ou potencialmente um dia, que é maior que a metade do tempo que o planeta leva para girar uma vez. Imagino que isso certamente interferiria na observação em comprimentos de onda ópticos (e menores).

astromax
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m

$m$

M

$M$

E_{0}

$E_{0}$

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

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

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Apenas como nota de rodapé, outra questão interessante seria se algo mudaria se o cluster tivesse ou não um colapso do núcleo. Além disso, você está certo, as estrelas que saem do pós-MS fariam uma diferença de vez em quando, quando vistas de dentro do cluster.

Alexey Bobrick

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De fato, algumas pessoas o examinaram mais seriamente recentemente e realizaram uma simulação em computador para visualizar o céu noturno como visto de dentro de um aglomerado globular.

O artigo apareceu recentemente na revista Astronomy.

Este é apenas um exemplo de uma imagem típica dentro de um cluster globular:

insira a descrição da imagem aqui

Mais discussões podem ser encontradas aqui: http://io9.com/what-the-night-sky-would-look-like-from-inside-a-globul-1589324556

E a edição da revista que contém o artigo de William Harris e Jeremy Webb pode ser encontrada aqui: http://www.astronomy.com/magazine/press-releases/2014/05/july-2014

Alexey Bobrick
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Em uma posição típica em um aglomerado globular (talvez a meio caminho entre o centro e a borda), haveria muito mais estrelas brilhantes no céu devido à densidade das estrelas. Estes seriam distribuídos de maneira desigual no céu, com mais luz vindo do centro do aglomerado globular.

$\approx -3$

Se nossos olhos alienígenas fossem bons em discernir comprimentos de onda, o céu pareceria mais vermelho . Aglomerados globulares têm muitas estrelas antigas (mais vermelhas) e muito poucas estrelas massivas (menos azuis), pois não são locais de formação de estrelas ativas.

Zack Li
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Vamos supor que os dados de um cluster globular sejam equivalentes aos do M13 .

Dadas 300.000 estrelas e um raio de 1 ly, vamos assumir uma densidade uniforme.

Outra suposição é considerar todas as estrelas semelhantes ao Sol.

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

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

Agora você não precisa ser um gênio para ver como o céu ficará se as estrelas mais próximas a você estiverem tão longe. Será quase como o nosso próprio céu, mas com muitas estrelas em todas as direções. Não haverá aumento especial no fluxo recebido.

A densidade numérica é muito maior no centro. Mas, mesmo que você assuma que a densidade no centro é maior que o valor médio, a visão desinteressante existe! Como Zack apontou, teremos muita luz de comprimento de onda devido à abundância de estrelas antigas.

É mencionado que a visão óptica não será muito atraente, mas há uma certa emoção em estar no centro de um aglomerado globular. É muito difícil ficar lá por um longo tempo evitando colisões ou sobrevivendo à radiação e aos ventos estelares de colisões e novas que são freqüentes no aglomerado globular.

Cheeku
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λ

$\lambda$

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

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

Não, eu o uso como uma estimativa aproximada da ordem da distância média entre quaisquer duas estrelas no aglomerado globular.

Cheeku

10^{8}

$10^8$

Sim, essa estimativa em particular é altamente dependente da densidade numérica, que eu assumi ser uniforme. Eu procurei através de lotes de artigos e ter cálculos longos no meu notebook, mas então você precisava de uma idéia de como ele iria "olhar" para ...

Cheeku

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@AlexeyBobrick Agora, entendo. Eu tenho algo a aprender com minha própria resposta. Boa!

Cheeku

Como seria o céu noturno de dentro de um aglomerado globular?

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