球状星団から見える風景

>>47,48
ニアミス周期概算してみた

球状星団は銀河ハローの内部（バルジ、円盤部含め）にほぼ均等に存在してると考えられてる
銀河ハローの直径は約30万光年、球状星団数は一応最大限200箇としよう
球状星団自体の大きさは大小さまざまだが最大でも直径10光年以内
ニアミスの定義としてこの直径の５倍以内に近づくこととしよう
太陽系とのニアミス領域は太陽系を中心とした半径32000光年、断面直径100光年の
トーラス状の領域ということになる
これらからニアミス領域内に常に存在してる（正確には、常に入れ替わりつつ存在してる）
球状星団の推定値Ｎaは
Ｎa＝200×π^2×50^2×32000/{(4/3)π×(3×10^5)^3}〜1.67×10(−5)箇
太陽系は約2.5×10^8年で銀河系を一周するからニアミス周期Ｒnは
Ｒn〜2.5×10^8/1.67×10(−5)〜1.5×10^13年
つまり15兆年に１回、になる

結論：太陽系とニアミスするには球状星団は少なすぎるしまばらすぎる

パラメーターちょっと間違えてた
球状星団の最大直径としては100光年とした方が良さそうだ（ヘラクレス座M13など）
となると
Ｎa〜1.67×10(−2)箇
従って
Ｒn〜.5×10^8/1.67×10(−2)〜1.5×10^10年
つまり150億年に１回くらいということになる
太陽系年齢は46億年だからその1/3くらいだけど、
このオーダーなら太陽系と１回くらいニアミスしててもおかしくはないな
>>50の結論は訂正する

150億年に一度恒星がニアミスする計算だと、銀河系中の恒星が球状星団との
ニアミスで円盤はバラバラにならないか？

球状星団と銀河円盤の質量比からすると、星団によって乱されてバラバラになるより、
また元に戻って円盤状を保つ力の方が優勢なんじゃないのか？

>>51に間抜けなタイプミス発見
×Ｒn〜.5×10^8/1.67×10(−2)〜1.5×10^10年
○Ｒn〜2.5×10^8/1.67×10(−2)〜1.5×10^10年
まあ最終的な数値は正しいけど

>>52
定量的に計算するには永年摂動考慮しなくちゃならんが、
概念的に考えりゃ継続ニアミスでバラバラになるくらいなら
そもそも銀河円盤が生成されないんじゃね
原始銀河のガス雲の大部分は球状星団の重力に勝って
銀河円盤に落ちこんでったんだろうから
あと何百億年かすれば球状星団自体も銀河円盤に落ちこむと思う

>>54
>あと何百億年かすれば球状星団自体も銀河円盤に落ちこむと思う
何百億年か
銀河系は、というより宇宙そのものがまだまだ若いってことなのかねえ

そこまで待たなくてもあと３０億年もすればM31と衝突してグチャグチャになるから。

まだ横の移動が分かってない。

あけおめ

>>51にヒントを得て、スレタイをちょっと変えて
「球状星団が見える風景」を考えてみた

例えば直径100光年のM13が太陽系から500光年の距離に近づくと、
粗い計算で視直径は約10.5度、視等級は約−3.7等になる
なかなかのもんだぞ、見かけは月の約21倍、明るさは最大光度時の金星とほぼ同じくらい
月ほどの明るさとは行かないが、夜空にボワッと広がった明るい雲みたいに見えるだろう
もしそんなものが昔から見えてたら天文学の発達ももっと早かったかもしれないな
肉眼でも個々の星は分離できたろうし、個々の星の固有運動も大きいから
まあその一角の夜空の観測には邪魔になるかとも思うが

そういや、球状星団の個々の星の固有運動のシミュレーションの動画って見たことないな。
空想じゃなくて、観測に基づいたやつ。ってうか、観測されてるのか？

>>61
ヒストリー・チャンネルでやってる「ユニバース」の銀河系の回でやってたぞ
むろんCGだが、どれくらい観測に基づいてるのかは知らん

天の川銀河の球状星団は昔はもっとずっと多かった、て説があるね
ttp://www.astroarts.co.jp/news/2007/06/18rings_around_milkyway/index-j.shtml
>>54の言うようにかなりの分は既に銀河円盤に落ちこんで、残ってるのが今の程度とか

仮にもともとは5000箇くらいあったとして>>50,51の計算拝借すると
太陽系とのニアミス周期は6億年に１回くらいになる
地球全史では７〜８回はニアミスされてておかしくないことになって、
太陽重力場の擾乱→オールト雲が活性化→彗星の大量発生、てことで
生物種の大絶滅の原因の一つとも考えられるな

どの程度の距離まで近づけばニアミスって言うのかよくわからんが、
単独の恒星ならともかく太陽系の重力を撹乱するくらいまで近づく
球状星団なんて、想像しただけでクラクラしてくる。

>>62
>生物種の大絶滅の原因の一つとも考えられるな
それはちょっと・・・。
今から６億年前と言うと先カンブリア時代の終わりの頃だ。或は原生代の後期。生物の大絶滅はその後何度も起きている。

>>63
>どの程度の距離まで近づけばニアミスって言うのかよくわからんが、
ヒヤっとしたら、ニアミスだろ。

つまり氷河期ですね

>>63
あー失礼、>>62で言うニアミスってのは
>>50にあった
>ニアミスの定義としてこの直径の５倍以内に近づくこととしよう
てのをそのまま鵜呑み
それが天体ニアミスの定義として適切かどうかは知らん

けど仮に太陽10万個分の質量、直径100光年の球状星団が
太陽系から500光年まで近づいたとすると、
太陽に及ぼす重力加速度は約6×10^(−13)m/s^2になる
小さいようだが、これを１00万年間及ぼし続けると
太陽を約30光年引き寄せることになる
これがオールト雲擾乱の原因になるかどうかはなんとも言えないところだが．．．

>>64
あくまで「原因の一つ」な　全部なんて言ってないだろ
それに地球生命史は30〜40億年だからその中で２回くらいはあったかも、
と考えられないこともないだろう

地味なスレタイなんで過疎かと思ったら意外に良スレｗ

ログ読んでて妙なパラドックスに気付いた
>>7,25,36,37からわかることは
・球状星団には重元素が少ない
　→超新星爆発がほとんど起きなかった
・球状星団は古い星、つまり長寿命の星、あるいは白色矮星が多い
　→太陽と同等かもっと軽い星がほとんど
つまり球状星団はもともと軽い星＝小さな星ばかりが集まってた、てことになる
しかしまた球状星団は宇宙のかなり初期にできてた
宇宙初期と言えば星間ガス濃度は現在より遥に高くて、
青色超巨星がバンバンできてバンバン超新星になってたと考えられる
なのに球状星団は軽い長寿命の星ばかりが集まってる．．．てのはなんか不自然じゃね？
重い星は既に超新星になって失われた．．．てんならもっと重元素が多いはずだし
球状星団ができる時に、何か軽い星ばかりが集まるような仕組みでもあったのかな

>>69
>重元素が多いはずだし
重元素が少ないのは、重元素が少ない時代に星団が生まれたから。
超新星は星団が若い頃には、活発に起きただろう。しかし、放出さ
れた高速のガスを引き止めるほど球状星団の重力は強くないため、
周りに拡散してしまったのよ。だから、球状星団の中では次の世代
のお星様は誕生しないの。

>>70
つまり「軽い星だけが残った」論法ね
しかしだ、
>重元素が少ないのは、重元素が少ない時代に星団が生まれたから
これは先刻承知　そもそもの前提だからね
だけど
>放出された高速のガスを引き止めるほど球状星団の重力は
>強くないため、 周りに拡散してしまった
こちらは直ちには首肯し難い
ガスを留められないほどの重力しかないのなら
なぜ恒星がとどまってられるのか、という疑問が残る
球状星団内の恒星の分布密度って太陽系近傍より1000倍くらいあるんだろ
それに超新星からの放出物の速度分布にだって幅があるはず
その全部が全部脱出速度を獲得したって考えられるか？
．．．いや、ありうるか？
ちょっと気付いたことがある、適当なモデル作って計算してみる

>>70
すまん、エラいことを忘れてた
「球状に均密分布した質量内では任意の点で全方向からの重力の合力が０」なんだった！
ということは、球状星団内で超新星爆発でもなんでもいいが、
なんらかの原因で速度を獲得した物体はその速度のままずっと移動し続けることになる
個々の星に近づいたら引っ張られはするだろうが、ブワッと広がったガスじゃほとんど吸収もされない
となると星団外縁に達した時に脱出速度があるかどうかだが、
直径100光年、恒星数100万、個々の恒星の平均質量が太陽程度とすると、
外縁からの脱出速度はたかだか40km/sでしかない
超新星からの放出物の速度分布の下限ですらこれを遥に超えてる
これなら確かにガスはダダ漏れ、溜まることはない
という訳で>>69の間抜けな「パラドックス」は解決した
スレ汚しｽﾏｿ

仮定１：球状に均密分布した質量内では
仮定２：ブワッと拡がったガスじゃほとんど吸収もされない

>>72
>「球状に均密分布した質量内では任意の点で全方向からの重力の合力が０」
新法則？

マテマテ、そう突っ走んな>>72ｗ

>「球状に均密分布した質量内では任意の点で全方向からの重力の合力が０」
これは多分
「(厚さが無視できるような)球殻によって包まれた中空の天体の内部」
の話と勘違いしたんだろ
また球状星団は決して「均密分布」ではなく、中心部ほど星の密度が高くなってる
ってことも忘れないでほしい

でもな、自分で考えて納得しようとした努力は評価できるぜ
>>69での目の付け所も悪くないし、>>72の下半分で定量的に考えようとした姿勢は立派なもんだ

それに実は>>70の言ってるのもまだ完全に確定した説という訳でもないのよ
球状星団にはいくつかの種類があるように思われるし、出来方にもいろんなシナリオが考えられてる
まあ早い話がまだまだわからないことだらけ
ここでいろんな説を披瀝してもらって楽しむのもアリだと思うぜ

「厚さが無視できるような球殻によって包まれた中空の天体」なんてあるんですか？

>>76
ダイソン球？

>>76,77
そういう仮想的な天体作ると内部が無重力になることは「ガウスの定理」として昔から有名
もともとは電磁気の研究に由来する定理だけど、重力に関しても全く同じ定理が成立する

それより>>72見て俺なりに計算してみたんだが
>球状に均密分布した質量内では
という前提でなら実はもっと面白い法則が出てくる

・重力は重心からの距離に比例する

「距離の二乗に反比例する(ｇ＝−k/r^2)」でも「距離に反比例する(ｇ＝−k/r)」でもなく、
「距離に比例する(ｇ＝−kr)」てのがミソだ
つまり重心から離れれば離れるほど引き戻す力が強くなり、
重心近くまで戻ればほとんど重力を感じなくなる
クォークの強い相互作用での漸近自由性と似てる
つまりゴムひもで引っ張られてるみたいなもんだね

実際は>>75が言うように
>球状星団は決して「均密分布」ではなく、中心部ほど星の密度が高くなってる
からそんな単純じゃないだろうが、球状星団が球状を保ってるのはそういう力学
が近似的に働いてるからとも言えるだろう

おっと、age失礼

>>78
なかなか興味深いけど、それ現状の天文学会の定説？

いえ、定蝕です。

>>78
そうすると重心領域＝中心領域では個々の恒星は猛スピードで走ってることになるね
すると中心領域の恒星から発せられる光は赤方偏位、青方偏位がほぼ等しく混在してる
ことになり、例えば水素輝線なんかは幅が広がって観測されることになる
そういう観測例てあったかな？
もっとも中心領域は覆い隠されちゃってるから観測が難しいか．．．

>>78
それ、おもしろいな
球状星団は寿命が長い分銀河の渦巻き部を何十回も通過してるはず
なのになぜ渦巻き部の潮汐摩擦でバラバラにされないのか
そういう球状星団の「堅さ」、結合力を説明できる

球状星団中の星の密度分布はマックスウェル分布で近似できるだろう
中心から適当な半径で境界を取れば、その内部ではそういう力学が実現してる可能性が高い
逆に見ればそういう力学が実現してる最大半径が球状星団の最下限半径を規定してるとも言える
球状星団の構成要素である星数・密度・固有運動と球状星団半径との間に条件が規定できそうだね
暇な時に計算してみる

コンピュータシミュレーション？

そういうソフトが欲しいな…時間さえあれば作れるが。
ニュートン力学で充分だろうし。

球状星団じゃないけどアーチーズ星団ってのもすごい密度みたいだよ。
平均星間距離3光週くらいな感じ

スレタイに惹かれてきますた
いいですね、「球状星団から見える風景」って
同じように「オリオン星雲の中で見える風景」とか
「惑星状星雲のそばで見える風景」とかいろいろ空想しちゃいます
天文学者さんたちはいろんな望遠鏡で遠くを見ようと頑張ってるけど、
やっぱホンネはそばに行って見れたらなあと思ってるでしょうね

>>85
天の川銀河中心近くの星団だね
若い巨大星ばかりらしいね、バルジの中は古い星ばかりと思ってたから意外だわ
超巨大BHの近くなのにバラバラにされないのは固くまとまってるからだろうね

俺はバラ星雲が好きだったな。子供の頃は宇宙船に乗って行く夢をよく見た。
…光速の壁や死ぬほど遠い事も良く知ってたが。

球状星団内の惑星では、夜空はどれくらい明るいんだろうな
考えただけでもｗｋｗｋするな

>>89
うーん、球状星団ってメタルプアな☆ばっかだから惑星って形成されてるんかね？

>>90
仮にあったらって話だろ

メタルリッチでなくとも、褐色矮星以下木星クラスか以上のガス惑星って形成されないのか？

そこら辺はこのスレの頭の方でいろいろ語られてんだが

ループは過疎スレの宿命かねえｗ

興味深いスレですね。
昔アンドロメダ銀河が１０万光年くらいの距離にあれば、場所によっては全天を覆う大銀河が見れるものかと妄想していましたが、
考えてみれば当然ですが、地球も天の川銀河の中にありますもんね。
銀河は天の川として見えますが、どーん！とバルジがあったり腕が見えたりしませんもんね。
大マゼラン、小マゼランもぼんやりとしか見えないみたいですし。
宇宙は淡く大きいのですね。

そろそろω星団が見える時期ですね。

ふぐり星団ｗ

ω星団は、うちの地区からはぎりぎり見えるはずなのだが地平線ぎりぎりで、しかもこの季節は曇天が多いため
一度もみていない…。一度は見てみたいモンだ。

(´･ω･｀) きょうも見えないぉ

>>13
いいね、プラネタリウムで綿密な考証付きで見てみたい。