Tully-Fisher forhold

Tully - Fisher-relationen er et  empirisk afledt forhold, der relaterer massen eller iboende lysstyrke af en spiralgalakse til dens rotationshastighed eller bredden af ​​emissionslinjer i dens spektrum. Den blev første gang udgivet i 1977 af Richard Tully og James Fisher [1] . Lysstyrken af ​​en galakse bestemmes ud fra data om den tilsyneladende størrelse og afstand til galaksen, bredden af ​​spektrallinjerne måles ved lang spaltespektroskopi .

Der er forskellige varianter af denne afhængighed. Tully og Fisher betragtede lysstyrken i det optiske område af spektret, men efterfølgende undersøgelser har vist, at afhængigheden er tættere på mikrobølge- ( K-båndet ) og infrarøde områder af spektret, fra observationer, hvor estimater af massen af ​​stjernekomponenten af galakser opnås. Forholdet mellem lysstyrke og maksimal rotationshastighed har formen:

og eksponenten afhænger af strålingsområdet :

Tættere afhængighed bliver, når man betragter galaksens samlede baryonmasse i stedet for lysstyrke [2] . Denne type afhængighed kaldes Tully-Fisher baryon-relationen (afhængighed), ifølge hvilken den samlede baryonmasse af en galakse er proportional med rotationshastigheden til styrken 3,5-4 [3] .

Denne afhængighed kan bruges til at bestemme afstanden til spiralgalakser, da den giver mulighed for at estimere lysstyrken (og den absolutte størrelse ) af en galakse baseret på data om bredden af ​​linjerne i spektret. Afstanden kan derefter bestemmes ved at sammenligne de absolutte og tilsyneladende stjernestørrelser. Derfor er Tully-Fisher-forholdet en del af afstandsskalaen i astronomi .

Inden for rammerne af mørkt stof -paradigmet er galaksens rotationshastighed (og følgelig bredden af ​​spektrallinjerne) i vid udstrækning bestemt af massen af ​​mørk stof-haloen, som galaksen er nedsænket i, hvilket resulterer i, at Tully-Fisher-afhængigheden viser blandt andet forholdet mellem masserne af synligt og mørkt stof. I Modified Newtonian Dynamics (MOND) er Tully-Fisher baryon-relationen, med en eksponent nøjagtig lig med 4, en direkte konsekvens af loven for tyngdekraften, som er gyldig ved lave accelerationer [4] .

For linseformede galakser er forholdet også opfyldt, men med lige store masser (eller lysstyrker) roterer linseformede galakser hurtigere end spiralgalakser [5] . En analog til denne afhængighed for elliptiske galakser er Faber-Jackson-relationen .

Noter

  1. ↑ Tully, RB, Fisher, JR, "En ny metode til at bestemme afstande til galakser". (pdf) Astronomy and Astrophysics , vol. 54, nr. 3 feb. 1977, s. 661-673. (abs) .
  2. ↑ SS McGaugh, JM Schombert, GD Bothun, WJG de Blok (2000), "The Baryonic Tully-Fisher Relation", arXiv : astro-ph/0003001 .
  3. ↑ S. Torres-Flores, B. Epinat, P. Amram, H. Plana, C. Mendes de Oliveira (2011), "GHASP: an H α kinematic survey of spiral and irregular galaxies - IX. NIR, stjernernes og baryoniske Tully-Fisher-relationer", arXiv : 1106.0505 .
  4. ↑ S. McGaugh (2011), "The Baryonic Tully-Fisher Relation of Gas-Rich Galaxies as a Test of ΛCDM and MOND", ApJ, arXiv : 1107.2934 .
  5. ↑ Blanton, Michael; John Moustakas. Fysiske egenskaber og miljøer for nærliggende galakser  //  Årlig gennemgang af astronomi og astrofysik : journal. - 2009. - Bd. 47 , nr. 1 . - S. 159-210 . - doi : 10.1146/annurev-astro-082708-101734 . — . - arXiv : 0908.3017 .

Links