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

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?