Vztah Tully-Fisher

Tully-Fisherův vztah je  empiricky odvozený vztah, který dává do souvislosti hmotnost nebo vnitřní svítivost spirální galaxie s její rotační rychlostí nebo šířkou emisních čar v jejím spektru. Poprvé ji publikovali v roce 1977 Richard Tully a James Fisher [1] . Svítivost galaxie se určuje z údajů o zdánlivé velikosti a vzdálenosti ke galaxii, šířka spektrálních čar se měří spektroskopií s dlouhou štěrbinou .

Existují různé varianty této závislosti. Tully a Fisher uvažovali o svítivosti v optickém rozsahu spektra, ale následné studie ukázaly, že tato závislost je bližší pro mikrovlnné ( pásmo K ) a infračervené oblasti spektra, z pozorování, ve kterých odhady hmotnosti hvězdné složky galaxií. Vztah mezi svítivostí a maximální rychlostí otáčení má tvar:

a exponent závisí na rozsahu záření :

Těsnější závislost se stává při uvažování celkové baryonové hmoty galaxie namísto svítivosti [2] . Tento typ závislosti se nazývá Tully-Fisherův baryonový vztah (závislost), podle kterého je celková baryonová hmota galaxie úměrná rychlosti rotace k síle 3,5-4 [3] .

Tato závislost může být použita k určení vzdálenosti ke spirálním galaxiím, protože umožňuje odhadnout svítivost (a absolutní velikost ) galaxie na základě údajů o šířce čar ve spektru. Vzdálenost pak lze určit porovnáním absolutní a zdánlivé hvězdné velikosti. Tully-Fisherův vztah je proto součástí škály vzdáleností v astronomii .

V rámci paradigmatu temné hmoty je rychlost rotace galaxie (a následně i šířka spektrálních čar) do značné míry určena hmotností halo temné hmoty, ve kterém je galaxie ponořena, v důsledku čehož závislost Tully-Fisher mimo jiné ukazuje vztah mezi masami viditelné a temné hmoty. V Modified Newtonian Dynamics (MOND) je baryonový vztah Tully-Fisher s exponentem přesně rovným 4 přímým důsledkem zákona pro gravitační sílu, který platí při malých zrychleních [4] .

U lentikulárních galaxií je poměr také splněn, ale při stejných hmotnostech (nebo svítivosti) se lentikulární galaxie otáčejí rychleji než spirální galaxie [5] . Obdobou této závislosti pro eliptické galaxie je Faber-Jacksonův vztah .

Poznámky

  1. ↑ Tully, RB, Fisher, JR, „Nová metoda určování vzdáleností ke galaxiím“. (pdf) Astronomy and Astrophysics , sv. 54, č.p. 3. února 1977, str. 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: kinematický průzkum spirálních a nepravidelných galaxií H α - IX. NIR, hvězdné a baryonické vztahy Tully-Fisher", arXiv : 1106.0505 .
  4. ↑ S. McGaugh (2011), "Baryonic Tully-Fisherův vztah galaxií bohatých na plyn jako test ΛCDM a MOND", ApJ, arXiv : 1107.2934 .
  5. ↑ Blanton, Michael; John Moustakas. Fyzikální vlastnosti a prostředí blízkých galaxií  //  Annual Review of Astronomy and Astrophysics : deník. - 2009. - Sv. 47 , č. 1 . - S. 159-210 . - doi : 10.1146/annurev-astro-082708-101734 . — . - arXiv : 0908.3017 .

Odkazy