Números vacíos de Boötes, 2016

Como lector de ciencia general (¡de ahí Wikipedia!), La información más reciente que tengo es que 60 galaxias "han sido encontradas y contadas" dentro del vacío de Boötes , esto de 1997.

(1) ¿Cuál es el último recuento de galaxias "conocido" dentro del vacío de Boötes?

El vacío de Boötes es una bola de 250 millones de años luz de diámetro. (Digamos, .002 del ancho del universo visible?) Parece increíble, tiene solo 60 galaxias.

El valor "60" (o algún número nuevo desde 1997), ¿tal vez lo estoy entendiendo mal, o se informa mal, o tiene un significado diferente? Las galaxias se cuentan por miles o decenas de miles, parece difícil de creer en un espacio cosmológico, el número "60" saldría.

Entonces, ¿cuál es (2) el pensamiento sobre cuántas galaxias probablemente hay en el Vacío de Boötes? Un orden de magnitud. ¿Es "alrededor de 100" o "sobre un billón" o qué?

¿En qué (3) normalmente cita la densidad de galaxias? Galaxias por Gpc ³ , o?

De hecho, estoy tratando de obtener un (4) sentido comparativo de la densidad galáctica en el vacío de Boötes en comparación con otros lugares . ¿Cuál es la densidad de galaxias en el vacío de Boötes, en comparación con el universo en general, o si es más significativo en comparación con quizás supercúmulos, paredes o?

¿Es "una décima como densa"? ¿Un billonésimo? ¿Una mitad? ¿Qué tan vacío es ese tonto?

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Más lejos...

BruceS a continuación ha señalado útilmente que, de hecho, las galaxias "60" están de todos modos solo en un pequeño tubo que aparentemente atraviesa el Vacío de Boötes.

¿Significa esto que, increíblemente, el cuerpo principal real del Vacío de Boötes, dejando de lado ese tubo, está literalmente vacío, sin galaxias ?

Eso parece totalmente increíble. Siento que realmente necesitamos un astrónomo de conteo de galaxias para aclarar la naturaleza del Vacío de Boötes.

Una búsqueda de ADS en documentos astronómicos arbitrados que incluye las palabras "Boötes Void" en el título arroja solo dos artículos en este milenio, en 2001 y 2002, e incluso estos no informan datos nuevos, pero usan datos de principios de los años noventa. No puedo encontrar ninguna referencia más nueva para la densidad numérica de galaxias en el Vacío Boötes en particular, pero un valor típico es aproximadamente una décima parte de la densidad numérica promedio en el Universo.

Planteamiento teórico

Previamente respondí a una pregunta similar sobre el número de galaxias en una sobre densidad. Esta respuesta se basa en un ajuste analítico a las simulaciones (observacionalmente calibradas) de la formación de halo de galaxias, dando la llamada función de masa de halo , es decir, el número de halos de galaxias por masa de halo. El número total de galaxias en un volumen$N_\mathrm{gal}$ se puede expresar como N g a l = n g a l × V × δ , donde n g a $V$

$$N_\mathrm{gal} = n_\mathrm{gal} \times V \times \delta,$$ $n_\mathrm{gal}$es la densidad numérica promedio de galaxias en el Universo, y es la densidad relativa en el volumen. Como escribí en la otra respuesta, n g a l es un número que te impulsa a definir un umbral inferior de tamaño de galaxia. La razón es que cuanto más baja, más hay, y no hay un umbral formal para el tamaño de un grupo de estrellas que necesita antes de llamarlo galaxia. Pero como en la otra respuesta, en aras de esta discusión, podemos usar galaxias pequeñas del tamaño de una nube magallánica como nuestro mínimo más bajo. En ese caso, con δ ∼ 0.1 y V ∼ 236 $\delta$$n_\mathrm{gal}$$\delta\sim0.1$ , el número total se convierte en N g a l , B ö o t e s =$V\sim236,\!000\,\mathrm{Mpc}^3$ $$N_\mathrm{gal,Böotes} = 0.17\,\mathrm{Mpc}^{-3} \, \times \, 236,\!000\,\mathrm{Mpc}^3 \, \times \, 0.1 \, \simeq \, 4000\,\mathrm{galaxies}.$$ Unidades de densidad de número de galaxias

La forma en que escribo este resultado también responde a su pregunta 3: las densidades de números de galaxias casi siempre se escriben en $\mathrm{Mpc}^{-3}$ . En el trabajo teórico / numérico, a menudo verá el factor delante de la unidad. Esto es simplemente la constante de Hubble dividida por 100 (es decir, h = 0.7 para H 0 = $h^3$$h=0.7$ ), lo que permite a las personas comparar resultados más fácilmente sin conocer el valor exacto de H 0 .$H_0 = 70\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}\,\mathrm{Mpc}^{-1}$$H_0$

Enfoque observacional

$m_\mathrm{lim}$$m_\mathrm{lim} \sim 20$$m=20$

$\mu\sim37$

$$M_\mathrm{lim} = m_\mathrm{lim} - \mu \simeq -17,$$

$\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$

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Para concluir, el número 60 parece estar en concordancia aproximada con lo que se espera observacionalmente, pero en teoría, esperaríamos que haya muchas más galaxias (aunque son muy pequeñas).

Ubicación de las galaxias

Detectaron que las galaxias parecen estar en un "tubo" que se extiende a través del vacío. En general, las galaxias y el campo de masa de materia oscura subyacente tienden a no distribuirse uniformemente, sino a formar nudos, láminas y filamentos, separados por huecos. Supongo que este "tubo" es un filamento. Fuera de este filamento, el vacío es más vacío, pero no completamente vacío. Todavía habrá galaxias, aunque pocas y pequeñas.

Primero, observe que la distribución de galaxias en el universo no es uniforme. No solo están ubicados principalmente a lo largo de filamentos o paredes, sino que también varía la densidad entre ellos.

Hasta ahora se han descubierto 60 (hasta 2013 http://asd.gsfc.nasa.gov/blueshift/index.php/2013/07/30/jasons-blog-next-stop-voids/ ) en el Vacío de Boötes y todos estos se encuentran en forma de tubo que atraviesa el vacío. Si vamos a usar una estimación aproximada de aproximadamente 1 galaxia cada 10 millones de años luz (4 veces más lejos que Andrómeda), debería haber aproximadamente 2,000 galaxias en el Vacío de Boötes. Entonces, un buen estimado de orden de magnitud sería que la densidad de la galaxia es aproximadamente un 3% de la de una región "típica".