Сколько звезд во Вселенной?
AstroNews.ru - 11 Мая 2022 14:55:00
Глядя в ночное небо, астроному-любителю достаточно сложно подсчитать количество видимых невооруженным глазом звезд. С большими телескопами становится видно больше звезд, что делает невозможным счет из-за количества времени, которое на это потребуется. Так как же астрономы выясняют, сколько звезд во Вселенной?
«Первая неприятная часть - попытка определить, что означает «вселенная», - сказал Дэвид Корнрайх, доцент в колледже Итака в штате Нью-Йорк.
«Я не знаю ответ, потому что я не знаю, бесконечно ли велика вселенная или нет», - сказал он. Наблюдаемая вселенная возвращает нас во времени примерно на 13,8 миллиардов лет назад, но кроме этого, вероятно, мы могли бы видеть намного больше. Некоторые астрономы также думают, что мы можем жить в «мультивселенной», где были бы другие вселенные, подобные нашей, содержащиеся в какой-то более крупной сущности.
Самый простой ответ может состоять в том, чтобы оценить количество звезд в типичной галактике, а затем умножить это на предполагаемое количество галактик во Вселенной. Но даже это сложно, так как некоторые галактики лучше видны в видимой части спектра, а некоторые в инфракрасном. Также существуют препятствия для оценки, которые необходимо преодолеть.
В октябре 2016 года в статье «Наука» (основанной на изображениях глубокого космоса, сделанных космическим телескопом Хаббл) предполагалось, что в наблюдаемой Вселенной насчитывается около 2 триллионов галактик, или примерно в 10 раз больше галактик, чем предполагалось ранее. Кристофер Конселис, профессор астрофизики в Ноттингемском университете в Великобритании, сказал, что в средней галактике около 100 миллионов звезд.
Однако телескопы не могут видеть все звезды в галактике. Оценка Sloan Digital Sky Survey (Слоановский цифровой обзор неба), которая каталогизирует все наблюдаемые объекты на трети неба, в 2008 году показала, что около 48 миллионов звезд - это примерно половина того, что ожидали увидеть астрономы. Таким образом, многие астрономы оценивают количество звезд в галактике, основываясь на ее массе, оценка которой имеет свои трудности, поскольку темная материя и вращение галактики должны быть отфильтрованы, прежде чем делать оценку.
Такие миссии как Gaia (космический зонд Европейского космического агентства), запущенная в 2013 году, могут дать дополнительные ответы. Gaia стремится точно нанести на карту около 1 миллиарда звезд в Млечном Пути. Зонд основан на предыдущей миссии Hipparchus, которая точно обнаружила 100 000 звезд, а также картировала 1 миллион звезд с меньшей точностью.
«Gaia будет следить за каждой из своих 1 миллиардом звезд-мишеней, 70 раз в течение пятилетнего периода, точно составляя график их положения, расстояний, перемещений и изменений яркости», - говорится в сообщении ЕКА на своем веб-сайте. «В совокупности эти измерения позволят создать беспрецедентную картину структуры и эволюции нашей галактики. Благодаря таким миссиям мы на один шаг приблизились к более надежной оценке того вопроса, который часто задают: «Сколько звезд во Вселенной?»
Наблюдаемая вселенная
Даже если мы сузим определение до «наблюдаемой» вселенной - то что мы можем видеть - оценка количества звезд в ней требует знания, насколько велика вселенная. Первая сложность заключается в том, что сама вселенная расширяется, а вторая сложность заключается в том, что пространство-время может искривляться.
В качестве простого примера, свет от самых дальних от нас объектов может лететь до нас около 13,8 миллиардов световых лет. Таким образом, радиус наблюдаемой Вселенной должен составлять 13,8 миллиардов световых лет.
Галактические наблюдения
Звезды легче считать, когда они находятся внутри галактик, поскольку именно там они имеют тенденцию к скоплению. Чтобы даже начать оценивать количество звезд, вам нужно будет оценить количество галактик и получить какое-то среднее значение.
По некоторым оценкам, звездная масса Млечного Пути имеет 100 миллиардов "солнечных масс", или 100 миллиардов масс Солнца. Усредняя типы звезд в нашей галактике, это дало бы примерно 100 миллиардов звезд в галактике. Однако эта величина может изменяться, в зависимости от того, сколько звезд больше и меньше нашего собственного солнца. Кроме того, по другим оценкам, Млечный путь может иметь 200 миллиардов звезд и более.
Обнаружение в 1995 году небольшого пятна в Большой Медведице выявило около 3000 слабых галактик. В 2003-2004 годах, используя модернизированные инструменты, ученые посмотрели на меньшую точку в созвездии Печь и обнаружили 10 000 галактик, однако более подробное исследование в 2012 году с использованием еще более совершенных приборов показало около 5 500 галактик.
Корнрайх использовал очень приблизительную оценку - 10 триллионов галактик во Вселенной. Умножение этого на 100 миллиардов звезд Млечного Пути приводит к большому количеству: 1 000 000 000 000 000 000 000 000 или «1» с 24 нулями (124 или 1 квадриллион звезд). Корнрайх подчеркнул, что число, вероятно, является серьезной недооценкой, поскольку более детальный взгляд на Вселенную покажет еще больше галактик.