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塔利-费舍尔关系

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螺旋星系透鏡星系塔利-費舍爾關係

塔利-費舍爾關係(Tully-Fisher relation)是天文學家布侖特·塔利英语R. Brent Tully理查德·費舍爾英语J. Richard Fisher在1977年發表的,是天文學螺旋星系的速度寬度 (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。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都卜勒效應譜線寬度或位移。 光度和速度寬度之間的定量關係是測量光度的波長函數,但是粗略的說,光度與速度的四次方成正比。

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,在天文學的說法是可以當成"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。

用於測量螺旋星系的距離:

  • 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,還是有相似的方存在著,像是法貝爾-杰克遜關係基本平面

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。

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