¿Cuál es el número promedio de estrellas por galaxia del universo observable?

Primer paso: definir “galaxia”. Esto es importante porque es probable que haya muchas galaxias pequeñas, escasas y oscuras que “alarde” fáciles de detectar como nuestra Vía Láctea. Corre el riesgo de tener una muestra sesgada.

Segundo paso: define tu época. Recuerde, ver galaxias más distantes significa que las está viendo cuando eran más jóvenes. Sabemos que las galaxias evolucionan con el tiempo a través de fusiones y colisiones, como las que construyeron, y continúan construyendo, la Vía Láctea.

Las interacciones arruinarán su censo estelar en más de un sentido: en más de 5 mil millones de años, nuestra Vía Láctea y M31 tendrán un tren completo-tecnología que se arruinará a sí mismos, las Nubes de Magallanes, M110 y Dios sabe qué más, y solo Dios sabe con qué fases intermedias en los siguientes 5 mil millones de años y qué resultados “finales”. ¡Buena suerte contando cualquier cosa en ese desastre!

Tales interacciones no solo mueven estrellas, polvo y gas, sino que a menudo desencadenan la producción rápida de estrellas masivas pero relativamente efímeras (10s de millones de años). Estas “galaxias de estallido estelar” se destacan a grandes distancias, pero solo por un tiempo … otra fuente de sesgo.

La cifra general de 10 ^ 11 estrellas en promedio en 10 ^ 11 galaxias es realmente una suposición educada derivada de modelos cosmológicos que generan estimaciones para el número total de bariones que han surgido del Big Bang. Y como vimos hace poco más de un año, (Hubble encuentra 10 veces más galaxias de lo que se pensaba) tales estimaciones pueden y deben estar sujetas a importantes reevaluaciones.

Se dice que una galaxia promedio tiene hasta 100 mil millones de estrellas, pero algunas estimaciones también dicen que el número podría llegar a 400 mil millones.

En un correo electrónico con Live Science, el autor principal Christopher Conselice, profesor de astrofísica de la Universidad de Nottingham en el Reino Unido, dijo que había alrededor de 100 mil millones de estrellas en la galaxia promedio .

Según Kornreich, una estimación muy aproximada de que hay 1,000,000,000,000,000,000,000,000 estrellas, o un “1” con 24 ceros después

También se estima que hay alrededor de 10 billones de galaxias en el universo

Por lo tanto, dividiendo el número de estrellas por el número de galaxias que obtenemos

10 ^ 24/10 ^ 13 eso es 10 ^ 11 estrellas por galaxia o 100 mil millones de estrellas por galaxia aprox.

Pero eso no es del todo exacto. Por ejemplo, algunas estimaciones individuales dicen

  • Andromeda Galaxy tiene 1 trillón de estrellas
  • Messier 51 tiene menos de 100 mil millones de galaxias
  • La galaxia del molinete tiene un billón de estrellas
  • Sombrero galaxy tiene más de 100 mil millones de galaxias
  • La galaxia triangular tiene 40 mil millones de estrellas
  • La Vía Láctea tiene 100 mil millones de galaxias.

Y muchos más

Increíblemente, la respuesta técnicamente correcta es que la galaxia observable promedio solo tiene varias docenas de estrellas. Dejame explicar.

Responder esta pregunta con precisión es sorprendentemente complicado. Como Abhisar señaló correctamente, las galaxias “modernas” cercanas suelen tener estrellas [matemáticas] 10 ^ {11} [/ matemáticas]. Sin embargo, como Mick Wilson señaló correctamente, las galaxias más distantes son generalmente más pequeñas y más jóvenes, ya que las estamos viendo como eran hace mucho tiempo. Como la mayoría de las galaxias en el universo observable están muy lejos, dominarían nuestras estadísticas de tamaño promedio.

La pregunta ahora se reduce a qué tan rápido crecen las galaxias (a través de las fusiones de galaxias). Existe una gran literatura de investigación sobre este tema, pero para esta pregunta tomaremos el modelo más simple que se me ocurre y asumiremos que en cualquier momento dado todas las galaxias son del mismo tamaño, y que los pares se fusionan cada [matemática] \ Delta T [/ math] años. Eso significa que en el momento [math] t [/ math] el tamaño de las galaxias es [math] S (t) = S_0 * 2 ^ {t / \ Delta T} [/ math], donde [math] S_0 [/ math ] es el tamaño de las galaxias en el tiempo [matemáticas] t = 0 [/ matemáticas] (es decir, en la formación de las primeras galaxias), y que el número de galaxias es proporcional a [matemáticas] N (t) \ sim 2 ^ {-t / \ Delta T} [/ math]. En otras palabras, estamos asumiendo que el número de estrellas en el universo se mantiene más o menos igual, solo que están agrupadas en cúmulos progresivamente más grandes. Para calcular el tamaño promedio de la galaxia, simplemente integramos este proceso desde el tiempo [math] t = 0 [/ math] hasta hoy ([math] t = t_0 [/ math]):

[matemáticas] \ bar {S} = \ frac {\ int_0 ^ {t_0} N (t) * S (t) dt} {\ int_0 ^ {t_0} N (t) dt} = \ frac {\ int_0 ^ { t_0} S_0 dt} {\ int_0 ^ {t_0} N (t) dt} = \ frac {S_0 * t_0} {\ int_0 ^ {t_0} 2 ^ {- t / \ Delta T} dt} = \ frac {S_0 * t_0} {\ int_0 ^ {t_0} e ^ {- ln (2) * t / \ Delta T} dt} = \ frac {ln (2) * S_0 * t_0 / \ Delta T} {1 – 2 ^ { -t_0 / \ Delta T}} [/ matemáticas]

Asumiendo que las galaxias comenzaron con una sola estrella ([matemática] S_0 = 1 [/ matemática]) y que hasta ahora han tenido alrededor de 36.5 épocas de fusión (es decir, [matemática] t_0 / \ Delta T \ aprox [/ matemática] [matemática] ] 36.5 [/ matemática]), de modo que [matemática] S (t_0) [/ matemática] [matemática] \ aprox 1 * 2 ^ {36.5} \ aprox 10 ^ {11} [/ matemática], obtenemos un tamaño promedio de:

[matemática] \ bar {S} \ aprox ln (2) * S_0 * t_0 / \ Delta T \ aprox 25 [/ matemática]

Como hemos hecho muchas suposiciones y aproximaciones, esta respuesta probablemente solo sea correcta en un orden de magnitud o dos, pero en cualquier caso la respuesta resulta ser un número sorprendentemente pequeño. Y de nuevo, esto se debe a que si realmente pudiéramos ver el borde del universo observable, en el momento de la formación inicial de galaxias, veríamos una gran cantidad de galaxias pequeñas, que dominarían nuestro promedio.

Es probable que sea mucho menos de 100 mil millones, ya que las galaxias enanas son mucho más comunes, mucho más en el Universo temprano.

Creo que son alrededor de 100 mil millones de estrellas por galaxia (100,000,000,000).

¿Cuántas estrellas hay en el universo?