天の川は、地球が存在する銀河です。 それの一部は、空を横切って伸びる星の厚いバンドとして、地球からの晴れた夜に見えます。 肉眼で何千もの星を見ることができ、望遠鏡ではさらに多くの星を見ることができます。 しかし、天の川にはいくつの星がありますか？
“答えるのは驚くほど難しい質問です。 あなただけの周りに座って、銀河の中で、一般的に、星を数えることはできません”と、デイビッドKornreich、ニューヨークのイサカ大学の助教授は述べています。, 彼はコーネル大学の”天文学者に尋ねる”サービスの創設者でした。
明るく、大きく、地球に比較的近く、2.3万光年離れているアンドロメダ銀河でさえ、最大の星といくつかの変光星（特にケフェイド変光星）だけが、その距離から望遠鏡で輝くのに十分な明るさである。 太陽サイズの星は、私たちが見るにはあまりにも難しいでしょう。 だから、天文学者は、以下の技術のいくつかを使用して、推定します。,
天の川の構造
観測から、天文学者は天の川が約100,000光年の棒状渦巻銀河であることを知っています。 見外の銀河を明かし、中央の膨らみに囲まれた四つの武器により、二つの主要な二軽微です。 天の川の主要な腕は、ペルセウス座と射手座として知られています。 太陽はオリオン腕と呼ばれる二つの小さな拍車の一つに位置しています。
銀河はまた、その周りに直径が数十万光年の巨大な高温ガスハローを持っています。, 天文学者は、ハローは天の川のすべての星と同じくらい巨大であると推定しています。 しかし、天の川の星の多くは見るのが難しいです。 これは、銀河の中心には、星、ガス、塵で満たされた銀河の膨らみがあり、超巨大ブラックホールがあるからです。 この領域は、強力な望遠鏡でさえそれを通して見ることができないほどの材料で厚いです。 天文学者は、いつ、どのように膨らみが形成されたのかはわかりません。,
天文学者は、宇宙のすべての星が天の川の中にあると考えていましたが、それは1920年代に変わりました。 そこから、天文学者たちは、天の川とは別に宇宙に全銀河があることを知りました。
大規模調査
天文学者が銀河の星を推定する主な方法は、銀河の質量を決定することです。, 質量は、銀河がどのように回転するか、および分光法を用いてそのスペクトルを見ることによって推定され
すべての銀河はお互いから離れて移動しており、これは光の波長を伸ばしているので、それらの光はスペクトルの赤い端にシフトしています。 これは”赤方偏移”と呼ばれます。”しかし、回転する銀河では、その部分が地球に向かってわずかに動いているので、より”青く見える”部分があります。 天文学者はまた、時には単に”教育された推測”である推定を行う前に、銀河の傾きや向きが何であるかを知っていなければならない、とKornreichは言いました。,
このタイプの作業を行うには、”ロングスリット分光法”と呼ばれる技術が最適です。 ここでは、細長いスリットを通して銀河のような細長い物体を見て、プリズムなどの装置を用いて光を屈折させる。 これにより、星の色が虹の色に分解されます。
これらの色のいくつかは、周期表の特定の要素として欠損部分の同じ”パターン”を表示し、欠落していることになります。 これにより、天文学者は星の中にどの要素があるかを把握できます。 星の各タイプは、望遠鏡に表示されるユニークな化学指紋を持っています。, （これは、天文学者が星の種類を区別するために使用するOBAFGKMシーケンスの基礎です。）
どんな種類の望遠鏡でもこの種の分光作業を行うことができます。 Kornreichは、カリフォルニア工科大学のPalomar天文台で200インチ望遠鏡をよく使用していますが、十分なサイズのほぼすべての望遠鏡で十分であると付け加えました。
散乱は光害や自然の出来事から地球の大気中で起こるので、理想的なのは軌道上で望遠鏡を使用することです。, ハッブル宇宙望遠鏡は、この種の研究で知られている天文台の一つである、とKornreichは付け加えた。 ジェームズ-ウェッブ宇宙望遠鏡と呼ばれる後継の天文台は2020年に打ち上げられる予定です。 しかし、課題は、ハッブルが高い需要の望遠鏡であるということです–そして、その打ち上げ後にウェッブにも同じことが期待されています。 したがって、天文台は銀河の質量を推定する時間をすべて費やすことはできません。
星の質量はどのくらいですか？
同じ質量の異なる銀河の間では、星の種類と全体の質量についてのばらつきがある可能性があります。, Kornreichは、これは一般的に話すのは非常に難しいだろうと警告しましたが、一つの違いは、私たち自身の天の川銀河のような楕円銀河と渦巻銀河を見るこ 楕円銀河は、渦巻銀河よりもK型およびM型の赤色矮星が多い傾向があります。 楕円銀河は古いので、進化の間に吹き飛ばされたので、ガスが少なくなります。
銀河の質量が決定されると、もう一つの難しいことは、その質量のうちどれくらいが星でできているかを把握することです。, 質量のほとんどは、ダークマター、光を発さないが、宇宙の質量のほとんどを構成すると考えられている物質の種類で構成されます。
“銀河をモデル化し、その星の質量の割合が何であるかを理解できるかどうかを確認する必要があります”とKornreichは言いました。 “典型的な銀河では、回転曲線を見て質量を測定すると、その約90パーセントが暗黒物質です。,Kornreichは、銀河の質量の約3％が星でできていると推定しましたが、それは異なる可能性があります。”
銀河の残りの”もの”の多くは拡散ガスと塵でできていますが、それは変わる可能性があります。 さらに、星そのものの大きさは、私たちの太陽の大きさであるものから、何十倍も小さいか大きいものまで大きく異なる可能性があります。星の数はおよそです…
だから、確かにいくつの星があるかを把握する方法はありますか？ 最後に、それは見積もりになります。, ある計算では、天の川は約100億太陽質量の質量を持っているので、それを100億の星に変換するのが最も簡単です。 これは、私たちの太陽よりも大きくまたは小さくなる星を説明し、それらを平均化します。 しかし、質量は計算するのが難しいです—他の見積もりは、銀河は400億と700億太陽質量の間の質量を持っていると述べています。
欧州宇宙機関のガイアミッションは、天の川の約1億の星の位置をマッピングしています。, ESAは、ガイアが天の川の恒星の含有量の1パーセントをマッピングすると言い、これは私たちの銀河系の全星の推定値を100億にすると言います。 ガイアの目標は、天の川の史上最高の三次元地図を作ることです。
警告は、Kornreichが言った、これらの数は近似であるということです。 より高度なモデルは近似をより正確にすることができますが、星を一つずつ数えて、銀河にいくつあるかを確かめることは非常に難しいでしょう。