Relația Tully-Fisher

Relația Tully-Fisher este o  relație derivată empiric care leagă masa sau luminozitatea intrinsecă a unei galaxii spirale cu viteza de rotație a acesteia sau cu lățimea liniilor de emisie din spectrul său. A fost publicat pentru prima dată în 1977 de Richard Tully și James Fisher [1] . Luminozitatea unei galaxii este determinată din datele privind magnitudinea aparentă și distanța până la galaxie, lățimea liniilor spectrale este măsurată prin spectroscopie cu fantă lungă .

Există diferite variante ale acestei dependențe. Tully și Fisher au considerat luminozitatea în domeniul optic al spectrului, dar studiile ulterioare au arătat că dependența este mai apropiată pentru intervalele de microunde ( banda K ) și infraroșu ale spectrului, din observații în care estimări ale masei componentei stelare de galaxii se obţin. Relația dintre luminozitate și viteza maximă de rotație are forma:

iar exponentul depinde de domeniul de radiație :

Dependența mai strânsă devine atunci când se consideră masa totală barionică a galaxiei în loc de luminozitate [2] . Acest tip de dependență se numește relația barionică Tully-Fisher (dependență), conform căreia masa barionică totală a unei galaxii este proporțională cu viteza de rotație cu puterea lui 3,5-4 [3] .

Această dependență poate fi folosită pentru a determina distanța până la galaxiile spirale, deoarece permite estimarea luminozității (și a mărimii absolute ) unei galaxii pe baza datelor despre lățimea liniilor din spectru. Distanța poate fi apoi determinată prin compararea magnitudinii stelelor absolute și aparente. Prin urmare, relația Tully-Fisher face parte din scara distanței în astronomie .

În cadrul paradigmei materiei întunecate , viteza de rotație a galaxiei (și, în consecință, lățimea liniilor spectrale) este în mare măsură determinată de masa halou de materie întunecată în care este scufundată galaxia, drept urmare dependența Tully-Fisher, printre altele, arată relația dintre masele de materie vizibilă și cea întunecată. În Dinamica Newtoniană Modificată (MOND), relația barionică Tully-Fisher, cu un exponent exact egal cu 4, este o consecință directă a legii pentru forța gravitațională, care este valabilă la accelerații mici [4] .

Pentru galaxiile lenticulare, raportul este și el satisfăcut, dar cu mase (sau luminozități) egale, galaxiile lenticulare se rotesc mai repede decât galaxiile spirale [5] . Un analog al acestei dependențe pentru galaxiile eliptice este relația Faber-Jackson .

Note

  1. ↑ Tully, RB, Fisher, JR, „O nouă metodă de determinare a distanțelor la galaxii”. (pdf) Astronomie și astrofizică , vol. 54, nr. 3 feb. 1977, pp. 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. Relațiile NIR, stelare și barionice Tully-Fisher”, 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. Proprietăți fizice și medii ale galaxiilor din apropiere  // Revizuirea  anuală a astronomiei și astrofizicii : jurnal. - 2009. - Vol. 47 , nr. 1 . - P. 159-210 . - doi : 10.1146/annurev-astro-082708-101734 . — Cod biblic . - arXiv : 0908.3017 .

Link -uri