기본 평면(엘리틱 은하)

Fundamental plane (elliptical galaxies)

기본 평면은 정상 타원 은하의 특성 중 일부를 연결하는 이바리산 상관 관계 집합이다. 몇몇 상관관계는 경험적으로 보여졌다.

기본 평면은 보통 정상 타원 은하의 유효 반지름, 평균 표면 밝기 및 중심 속도 분산 사이의 관계로 표현된다. 세 가지 변수 중 어느 하나라도 다른 두 변수로부터 추정할 수 있는데, 이들 변수들은 더 일반적인 3차원 공간에 속하는 평면을 함께 설명하기 때문이다. 또한 상관되는 특성에는 색상, 밀도(조도, 질량 또는 위상 공간의), 광도, 질량, 야금성 및 방사형 표면 밝기 프로파일의 형상이 포함된다.

동기

은하의 많은 특징들은 상관관계가 있다. 예를 들어, 한 사람이 예상하듯이, 더 높은 광도를 가진 은하는 더 큰 유효 반경을 가지고 있다. 이러한 상관관계의 유용성은 은하의 거리(중앙 속도 분산 등 - 은하의 중심 부분 스펙트럼 라인의 도플러 폭)에 대한 사전 지식 없이 결정할 수 있는 특성이 kno의 은하에만 결정될 수 있는 광도와 상관될 수 있는 경우다.거리를 두고 이러한 상관관계로 천문학에서 어려운 과제인 은하와의 거리를 결정할 수 있다.

상관 관계

타원형 은하에 대해 다음과 같은 상관관계가 실증적으로 나타났다.

  • 더 큰 은하는 더 희미하게 효과적인 표면 밝기를 가지고 있다. (구두후스, 1973년)[1] 에 수학적으로:Re∝ ⟨ 나는 ⟩ e− 0.83±0.08{\displaystyle R_{e}\propto \langle I\rangle _{e}^{-0.83\pm 0.08}}(Djorgovski&데이비스 1987년)[2]이 Re{\displaystyle R_{e}}은 유효 반지름, 그리고 ⟨ 나는}e{\displaystyle\langle I\rangle_{e}⟩ 대화하는 것이 평균 표면 밝기 내부. Re
  • As measuring observable quantities such as surface brightness and velocity dispersion, we can substitute the previous correlation and see that }} 그러므로 ~ L- / L}}개 이상의 발광 타원은 표면 밝기가 낮다는 것을 의미한다.
  • 더 밝은 타원 은하는 중심 속도 분산이 더 크다. 이를 파버-잭슨 관계(Faber & Jackson 1976년)라고 한다. 분석적으로 이것은: ~ 나선형의 털리-피셔 관계와 유사하다.
  • 중심 속도 산포가 발광도와 상관되고, 발광도가 유효 반지름과 상관되는 경우, 중심 속도 산포가 유효 반지름과 양적으로 상관되는 것을 따른다.

유용성

The usefulness of this three dimensional space is studied by plotting against , 여기서 평균 표면 밝기 {\의 크기 표시. 이 그래프를 통과하는 회귀선의 방정식은 다음과 같다.

또는

9

따라서 표면 밝기 및 속도 분산과 같은 관측 가능한 양을 측정함으로써(둘 다 관측자로부터 선원까지의 거리와 무관) 은하의 유효 반지름(kpc로 측정)을 추정할 수 있다. 이제 유효 반경의 선형 크기를 알고 각도를 측정할 수 있게 되었으므로 소각 근사치를 통해 관측자로부터 은하의 거리를 쉽게 판단할 수 있다.

변형

기본 평면의 초기 용도는 n - 상관관계로, 다음과 같이 주어진다.

드레슬러 외 연구진(1987)이 결정한다. 여기서 는 평균 표면 밝기가 {\인 직경이다 이 관계는 기본 평면의 약간 비스듬한 투영을 나타내기 때문에 은하 사이에 15%의 산란을 가진다.

근본적인 평면 상관관계는 타원 은하의 형성 및 진화 과정에 대한 통찰력을 제공한다. 처녀정리의 순진한 기대치에 상대적인 기본면의 기울기는 합리적으로 잘 이해되는 반면에, 두드러진 퍼즐은 그 작은 두께다.

해석

관찰된 경험적 상관관계는 타원 은하의 형성에 관한 정보를 보여준다. 특히 다음과 같은 가정을 고려한다.

  • From the virial theorem the velocity dispersion , characteristic radius , and mass satisfy so that .
  • 발광도 평균 표면 밝기(플룩스) 사이의 관계는 L}}이다
  • 일정한 질량 대 광 비율 을(를) 의미하는 동질학을 가정하십시오

These relations imply that , therefore and so .

단, 동음이의학(/ 에서 관측된 편차가 광 대역에서= 0.2 이다. This implies that so so that 이것은 관찰된 관계와 일치한다.

은하의 조립을 위한 두 가지 제한 사례는 다음과 같다.

  • 타원형 은하가 소산 없이 작은 은하들의 합성에 의해 형성되는 경우, 특정 운동에너지는 되어 2= ^{ 상수된다. 위에서 언급한 가정을 사용한다는 것은 I- R I라는 것을 의미한다
  • If elliptical galaxies form by dissipational collapse then increases as decreases for constant to satisfy the virial theorem and implies that - .5 I5

된 R - ± 0.e}\ I 0.08은 이 한계 사이에 있다.

메모들

확산 왜소 타원은 코멘디(1987년)가 나타낸 것과 같이 기본 평면에 놓여 있지 않다. 구데후스(1991)[3] V=- 보다 밝은 은하가 한 평면에 놓여 있고, 이 값보다 더 희미해진 가) 다른 평면에 놓여 있다는 것을 발견했다. 두 비행기는 약 11도 기울어져 있다.

참조

  1. ^ 구데후스, D. "은하 성단에 대한 은하 총 규모의 함수로써 반지름 매개변수와 표면 밝기", 천문 J, 78, 페이지 583–593(1973)
  2. ^ Djorgovski, S, Davis, M. "타원 은하의 기본 특성", Astrophys. J, vol. 313, 페이지 50–69 (1998), http://adsabs.harvard.edu/abs/1987ApJ을 통해 다운로드 가능...313...59D
  3. ^ 구데후스, D. "군집 은하 데이터의 체계적 편향, 은하 거리와 진화 역사에 영향을 미친다" 아스트로피스. J, 제382, 페이지 1–18 (1991)
  • Binney, J.; Merrifield, M. (1998). Galactic Astronomy. Princeton University Press. ISBN 0691004021.