Plano fundamental (galaxias elípticas)

El plano fundamental es un conjunto de correlaciones bidimensionales que relacionan algunas propiedades de las galaxias elípticas normales , tales como radio, luminosidad , masa, velocidad de dispersión , metalicidad , brillo superficial , color, densidad (luminosidad, masa, densidad de fase), y, en menor medida, la aparición de perfiles de luminosidad superficial radial. El plano fundamental generalmente se expresa como una relación entre el radio efectivo , el brillo superficial promedio y la dispersión de la velocidad central. Cada uno de estos tres parámetros se puede determinar a partir de los valores conocidos de los otros dos parámetros; en el espacio tridimensional, estos parámetros forman un plano.

Muchas características de las galaxias están interrelacionadas. Por ejemplo, se puede esperar que una galaxia con mayor luminosidad tenga un radio efectivo mayor. La presencia de una correlación entre los parámetros permite estimar la luminosidad, que se determina directamente solo en el caso de una distancia conocida a la galaxia, a partir de una característica obtenida de las observaciones sin aplicar supuestos sobre la distancia a la galaxia (como la dispersión de la velocidad central estimada a partir del ancho de las líneas espectrales). La luminosidad determinada de esta manera, en combinación con la magnitud aparente medida, permite estimar la distancia a la galaxia.

Correlaciones

Para las galaxias elípticas se obtuvieron empíricamente las siguientes dependencias:

las galaxias más grandes tienen un brillo superficial efectivo más bajo (Gudehus, 1973) [1] : (Djorgovski & Davis 1987) [2] , donde es el radio efectivo, es el brillo superficial promedio en el interior ; $R_{e}\propto \langle I\rangle _{e}^{-0{,}83\pm 0{,}08},$ $Re}$ ${\displaystyle \langle I\rangle _{e))$ $Re}$
ya que esa relación anterior se puede reescribir en la forma Por lo tanto, es decir, las galaxias con mayor luminosidad tienen menor brillo superficial; $L_{e}=\pi \langle I\rangle _{e}R_{e}^{2},$ $L_{e}\propto \langle I\rangle _{e}\langle I\rangle _{e}^{-1{,}66}.$ $\langle I\rangle _{e}\sim L^{-3/2},$
las galaxias con mayor luminosidad tienen mayor dispersión de velocidad central. Esta relación se llama relación de Faber-Jackson : . Es análoga a la dependencia de Tully-Fisher para las galaxias espirales; ${\displaystyle L_{e}\sim \sigma_{o}^{4))$
dado que la dispersión de la velocidad central es proporcional a la luminosidad y la luminosidad es proporcional al radio efectivo, la dispersión de la velocidad central es proporcional al radio efectivo.

La conexión de parámetros , y tiene la forma $Re}$ ${\displaystyle \langle I\rangle _{e))$ ${\ estilo de visualización \ sigma _ {o}}$

\log R_{e}=0{,}36\,(\langle I\rangle _{e}/\mu _{B})+1{,}4\,\log \sigma _{o }.

Al medir el brillo de la superficie y la dispersión de la velocidad (ambas cantidades son independientes de las suposiciones sobre la distancia a la galaxia), se puede determinar el radio efectivo de la galaxia. Medir el tamaño angular de la galaxia en este caso nos permitirá estimar la distancia a la galaxia.

Dressler y colegas (1987) derivaron una relación para la dispersión de la velocidad ( ) y el diámetro, dentro de la cual el brillo superficial promedio es : ${\ estilo de visualización \ sigma _ {o}}$ $20{,}75\mu_{B}$

{\frac {D_{n}}{\text{kpc}}}=2{,}05\,\left({\frac {\sigma }{100\,{\text{km}}/ {\texto{s}}}}\derecho)^{1{,}33}.

La dispersión de esta relación para diferentes galaxias es del 15%.

Las galaxias elípticas enanas difusas no se encuentran en el plano fundamental, como lo muestra Kormendy (1987). Gudehus (1991) [3] determinó que las galaxias más brillantes se encuentran en un plano, las más débiles se encuentran en otro plano inclinado unos 11 grados con respecto al primero. $M_{V}=-23{,}04$

Notas

↑ Gudehus, D. "Radio-parámetro y brillo superficial en función de la magnitud total de la galaxia para cúmulos de galaxias", Astronomical J. , vol. 78, págs. 583-593 (1973).
↑ Djorgovski, S. y Davis, M. Propiedades fundamentales de las galaxias elípticas . Archivado el 23 de octubre de 2018 en Wayback Machine , Astrophys. J. , vol. 313, págs. 50-69 (1987).
↑ Gudehus, D. "Sesgo sistemático en los datos de cúmulos de galaxias, que afectan las distancias de las galaxias y la historia evolutiva", Astrophys. J. , vol. 382, págs. 1-18 (1991)/

Literatura

Binney, J.; Merrifield, M. Astronomía Galáctica. - Prensa de la Universidad de Princeton , 1998. - ISBN 0691004021 .