Relación Tully-Fisher

La relación de Tully-Fisher es una  relación derivada empíricamente que relaciona la masa o la luminosidad intrínseca de una galaxia espiral con su velocidad de rotación o el ancho de las líneas de emisión en su espectro. Fue publicado por primera vez en 1977 por Richard Tully y James Fisher [1] . La luminosidad de una galaxia se determina a partir de datos sobre la magnitud aparente y la distancia a la galaxia, el ancho de las líneas espectrales se mide mediante espectroscopia de rendija larga .

Hay varias variantes de esta dependencia. Tully y Fisher consideraron la luminosidad en el rango óptico del espectro, pero estudios posteriores han demostrado que la dependencia es más cercana para los rangos de microondas ( banda K ) e infrarrojo del espectro, a partir de observaciones en las que se estima la masa del componente estelar. de galaxias se obtienen. La relación entre la luminosidad y la velocidad máxima de rotación tiene la forma:

y el exponente depende del rango de radiación :

La dependencia se vuelve más estrecha cuando se considera la masa bariónica total de la galaxia en lugar de la luminosidad [2] . Este tipo de dependencia se denomina relación bariónica de Tully-Fisher (dependencia), según la cual la masa bariónica total de una galaxia es proporcional a la velocidad de rotación elevada a 3,5-4 [3] .

Esta dependencia se puede utilizar para determinar la distancia a las galaxias espirales, ya que permite estimar la luminosidad (y la magnitud absoluta ) de una galaxia en función de los datos sobre el ancho de las líneas en el espectro. Luego, la distancia se puede determinar comparando las magnitudes estelares absolutas y aparentes. Por lo tanto, la relación Tully-Fisher es parte de la escala de distancias en astronomía .

En el marco del paradigma de la materia oscura , la velocidad de rotación de la galaxia (y, en consecuencia, el ancho de las líneas espectrales) está determinada en gran medida por la masa del halo de materia oscura en el que está inmersa la galaxia, por lo que la dependencia Tully-Fisher, entre otras cosas, muestra la relación entre las masas de materia visible y oscura. En la Dinámica Newtoniana Modificada (MOND), la relación bariónica de Tully-Fisher, con un exponente exactamente igual a 4, es una consecuencia directa de la ley de la fuerza gravitatoria, que es válida a bajas aceleraciones [4] .

Para las galaxias lenticulares, la proporción también se cumple, pero con masas (o luminosidades) iguales, las galaxias lenticulares giran más rápido que las galaxias espirales [5] . Un análogo de esta dependencia para las galaxias elípticas es la relación de Faber-Jackson .

Notas

  1. ↑ Tully, RB, Fisher, JR, "Un nuevo método para determinar distancias a las galaxias". (pdf) Astronomía y Astrofísica , vol. 54, núm. 3 de febrero 1977, págs. 661-673. (abdominales) .
  2. ↑ SS McGaugh, JM Schombert, GD Bothun, WJG de Blok (2000), "La relación bariónica de Tully-Fisher", arXiv : astro-ph/0003001 .
  3. ↑ S. Torres-Flores, B. Epinat, P. Amram, H. Plana, C. Mendes de Oliveira (2011), "GHASP: un estudio cinemático H α de galaxias espirales e irregulares - IX. El NIR, relaciones estelares y bariónicas de Tully-Fisher", arXiv : 1106.0505 .
  4. ↑ S. McGaugh (2011), "La relación bariónica Tully-Fisher de galaxias ricas en gas como prueba de ΛCDM y MOND", ApJ, arXiv : 1107.2934 .
  5. ↑ Blanton, Michael; Juan Moustakas. Propiedades físicas y entornos de galaxias cercanas  // Revisión  anual de astronomía y astrofísica : diario. - 2009. - Vol. 47 , núm. 1 . - pág. 159-210 . -doi : 10.1146 / annurev-astro-082708-101734 . — . -arXiv : 0908.3017 . _

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