Tully-Fisher-Beziehung - Tully–Fisher relation
In der Astronomie ist die Tully-Fisher-Beziehung ( TFR ) eine empirische Beziehung zwischen der Masse oder intrinsischen Leuchtkraft einer Spiralgalaxie und ihrer asymptotischen Rotationsgeschwindigkeit oder Emissionslinienbreite . Es wurde erstmals 1977 von den Astronomen R. Brent Tully und J. Richard Fisher veröffentlicht . Die Leuchtstärke wird berechnet durch Multiplikation der Galaxie scheinbare Helligkeit durch , wo ist die Entfernung von uns, und die spektralen Linienbreite gemessen wird unter Verwendung von Langspaltspektroskopie .
Es gibt mehrere verschiedene Formen der TFR, je nachdem, auf welche genauen Maße für Masse, Leuchtkraft oder Rotationsgeschwindigkeit man sie bezieht. Tully und Fisher verwendeten optische Leuchtkraft, aber spätere Arbeiten zeigten, dass die Beziehung enger ist, wenn sie unter Verwendung von Mikrowellen- zu Infrarotstrahlung ( K-Band ) definiert wird (ein guter Proxy für die Sternmasse ), und noch enger, wenn die Leuchtkraft durch die gesamte baryonische Masse der Galaxie ersetzt wird ( die Summe seiner Masse in Sternen und Gas). Diese letztere Form der Beziehung ist als baryonische Tully-Fisher-Relation ( BTFR ) bekannt und besagt, dass die baryonische Masse proportional zur Geschwindigkeit in der Potenz von ungefähr 3,5–4 ist.
Die TFR kann verwendet werden, um die Entfernung zu Spiralgalaxien abzuschätzen, indem die Leuchtkraft einer Galaxie aus ihrer direkt messbaren Linienbreite abgeleitet werden kann. Die Entfernung kann dann durch Vergleich der Leuchtkraft mit der scheinbaren Helligkeit ermittelt werden. Somit stellt der TFR eine Sprosse der kosmischen Distanzleiter dar , wo er mit direkteren Distanzmesstechniken kalibriert und wiederum verwendet wird, um Methoden zu kalibrieren, die sich auf größere Distanzen erstrecken.
Im Paradigma der Dunklen Materie wird die Rotationsgeschwindigkeit (und damit die Linienbreite) einer Galaxie hauptsächlich durch die Masse des Halos der Dunklen Materie bestimmt, in dem sie lebt, was die TFR zu einer Manifestation der Verbindung zwischen sichtbarer und dunkler Materiemasse macht. In Modifizierte Newtonsche Dynamik (MOND) , ist die BTFR (mit Potenzgesetzindex genau 4) eine direkte Folge der Gravitationskraft Rechts wirksam bei niedriger Beschleunigung .
Die Analoga der TFR für nicht-rotationsgestützte Galaxien wie elliptische Galaxien sind als Faber-Jackson-Beziehung und die Fundamentalebene bekannt .