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塔利-費舍爾關係

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塔利-費舍爾關係(Tully-Fisher relation)是天文學家R·布倫特·塔利和J·理查德·費舍爾在1977年發表的,是天文學中漩渦星系的速度寬度 (自轉曲線的振幅) 和本質光度 (正比於恆星質量) 之間的關聯性經驗公式
中文名
塔利-費舍爾關係
外文名
Tully-Fisher relation
提出者
R.布侖特·塔利和J.理查德·費舍爾

目錄

塔利-費舍爾關係簡介

發光度是星系在單位時間發出的光能量;當星系的距離已知時,它可以從星系的表面光度測量得到。速度寬度的測量是透過多普勒效應的譜線寬度或位移。 光度和速度寬度之間的定量關係是測量光度的波長函數,但是粗略的説,光度與速度的四次方成正比。

塔利-費舍爾關係詳細

塔利-費舍爾關係(Tully-Fisher relation)是漩渦星系的自轉速度與光度之間的經驗關係。1977年,Tully和Fisher利用中性氫的21釐米譜線的多普勒展寬測定了10個近距離漩渦星系的自轉速度,發現它們與絕對星等密切相關。絕對星等是根據視星等和利用造父變星測定的距離計算出來的。
天文學家測量到了一個漩渦星系的自轉速度,就可以應用塔利-費舍爾關係確定其絕對星等,進而結合視星等就可以計算出該星系的距離。因此,塔利-費舍爾關係為測定漩渦星系的距離提供了一種有效的手段。

塔利-費舍爾關係關係

這種關係直接聯繫到觀測到的速度寬度 (相對而言較容易) 取代了難以觀測的本質光度。因為光度 (容易觀察到) 與視亮度的關係和距離 (平方) 相關,所以塔利-費舍爾關係可以用來測量距離,或是,在天文學的説法是可以當成"輔助的標準燭光"。
在星系內部的恆星動力來自於重力。由於這個理由,星系自轉曲線的幅度與星系的質量相關聯;塔利-費舍爾關係是直接觀測到的星系的恆星質量 (這設定了光度) 和總重力質量 (設定了自轉曲線的幅度)的密切關係。
這關係是使用主要的標準燭光測量和校準。
用於測量漩渦星系的距離:
  • 測量自轉曲線的紅移和藍移
  • 計算恆星環繞星系核心的速度
  • 計算作用在恆星上的重力
  • 由於星系的質量90%都是暗物質,因此將質量成上10倍
  • 查找亮度和將它與視星等結合,最後得到距離。
這個關係不適用於沒有明顯自轉現象的橢圓星系,但是,還是有相似的方法存在着,像是法貝爾-傑克遜關係基本平面
對這些經驗關係的一種潛在性的解釋存在於所謂的修正牛頓力學,或MOND理論。

塔利-費舍爾關係舉例

L(0.8μm)≈4*10^10L(Sun,0.8μm)*(V_max/200(km/s))^4
V_max是星系的最大旋轉速度(通常指邊緣的),記得除以sinθ傾角。 0.8μm是波長。