Nawet „okrągłe” galaktyki wyglądają inaczej niż gwiazdy
cphyc doskonale odpowiada na pytanie: spektroskopia jest odpowiedzią, chociaż ponieważ - jak wyjaśniono poniżej - galaktyki nie są źródłami punktowymi, morfologia gwiazd i galaktyk jest również inna: nawet galaktyki eliptyczne obserwowane wzdłuż jednej z ich osi wyglądają inaczej niż gwiazdy. Chociaż oba są okrągłe, sposób, w jaki ich światło promieniowo spada, jest inny; światło gwiazd zmniejsza się mniej więcej w miarę normalnego rozkładu od środka i na zewnątrz (z dodatkowym złożonym profilem, który zależy od instrumentu), podczas gdy profil jasności powierzchni galaktyk zmniejsza się w nieco bardziej skomplikowany sposób (np. profil Sérsica ).
Czy galaktyki mogą być źródłami punktowymi?
Wrt. ułamek galaktyk będących źródłem punktowym, odpowiedź jest praktycznie żadna. Galaktyki można prawie zawsze rozwiązać, chociaż - jak słusznie mówi cphyc - nie przy pomocy żadnego instrumentu. Teleskopy radiowe i gamma mają bardzo słabą rozdzielczość, a przy tych długościach fal źródła zwykle nie mogą być rozdzielone, chyba że są stosunkowo blisko. Ale przy długościach fal optycznych, a także UV i IR, teleskopy takie jak Kosmiczny Teleskop Hubble'a, a nawet dobre naziemne teleskopy mogą rozwiązać ~ wszystkie galaktyki, chyba że są tak małe, że i tak są zbyt słabe, aby można je było zobaczyć.
Średnica kątowa w rozszerzającym się Wszechświecie
Powodem jest raczej osobliwa cecha rozszerzającego się Wszechświata: galaktyka będzie wyglądać coraz mniej, im dalej jest (zgodnie z oczekiwaniami z życia codziennego), ale tylko na pewną odległość, po której będzie się wydawać coraz większa. Dlaczego tak jest? Ponieważ światło porusza się ze skończoną prędkością, obserwujemy galaktyki takie, jakie były w przeszłości - im bardziej odległe, tym dawno temu. A ponieważ w rozszerzającym się Wszechświecie „dawno temu” oznacza także bliżej, kąt, który galaktyka rozpościera się na niebie, jest kątem, który rozpościera się, gdy emituje światło, a nie kątem, który obejmuje dzisiaj . Oznacza to, że bardzo odległe galaktyki emitowały światło, które widzimy dzisiaj, gdy były tak blisko siebie, że rozciągały się pod dużym kątem.
Dokładna zależność między odległością a kątem bryły galaktyki zależy od kosmologii (tj. Wartości parametrów gęstości, stałej Hubble'a itp.). W najnowszych pomiarach Plancka (2015) galaktyka o wielkości 1 kpc (~ 3000 lat świetlnych) w poprzek - którą można by uznać za małą galaktykę - obejmuje kąt podany przez tę liczbę:
Zobaczysz, że galaktyki wyglądają coraz mniej, im dalej jest ich odległość, aż w odległości około 15 miliardów lat świetlnych, po czym znów wyglądają na większe. Najdalsza obserwowana galaktyka, GN-z11 , jest tak daleko, że jej światło zostało wyemitowane mniej niż pół miliarda lat po Wielkim Wybuchu. Przy promieniu ( Oesch i in. 2016 ) nadal obejmuje 0,15 sekundy łukowej, którą można rozwiązać za pomocą HST.0.6±0.3kpc
Zmniejszenie jasności powierzchni
Niestety efekt ten utrudnia także wykrywanie odległych galaktyk. Galaktyka emituje tylko tyle światła, więc rozłożenie jej światła, powiedzmy, na dwukrotność średnicy kątowej, sprawia, że jest cztery razy mniej jasne.
Zatem problem obserwowania bardzo odległych galaktyk nie polega na tym, że są one małe, ale że są one przyćmione .
