Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Тенденция в астрономии
Trend in astronomy
В астрономии соотношение Тулли — Фишера (TFR) — это широко подтвержденная эмпирическая зависимость между массой или внутренней светимостью спиральной галактики и ее асимптотической скоростью вращения или шириной эмиссионных линий. Поскольку светимость зависит от расстояния, это соотношение можно использовать для оценки расстояний до галактик на основе измерений их скорости вращения.
In astronomy, the Tully–Fisher relation (TFR) is a widely verified empirical relationship between the mass or intrinsic luminosity of a spiral galaxy and its asymptotic rotation velocity or emission line width. Since luminosity is distance dependent, the relationship can be used to estimate distances to galaxies from measurements of their rotational velocity.
История
Связь между скоростью вращения, измеренной спектроскопически, и расстоянием впервые была использована в 1922 году Эрнстом Опиком для оценки расстояния до галактики Андромеды. В 1970-х годах Balkowski, C., et al. измерили 13 галактик, но сосредоточились на использовании данных для различения форм галактик, а не на определении расстояний. Впервые эта зависимость была опубликована в 1977 году астрономами Р. Брентом Талли и Дж. Ричардом Фишером. Светимость рассчитывается путем умножения видимой яркости галактики на , где – её расстояние от Земли, а ширина спектральной линии измеряется с помощью длиннощелевой спектроскопии. Серия совместных каталогов значений пекулярной скорости галактик под названием CosmicFlow использует анализ Талли-Фишера; каталог Cosmicflow 4 охватывает 10000 галактик. Многие значения постоянной Хаббла были получены на основе анализа Талли-Фишера, начиная с первой публикации и продолжаясь до 2023 года. Зависимость, выраженная через звездную массу, называется «зависимостью Талли-Фишера для звездной массы» (STFR), и её разброс демонстрирует корреляции только с кинематической морфологией галактики, так что системы, поддерживаемые большим дисперсионным давлением, рассеиваются ниже зависимости. Наиболее тесная корреляция достигается при рассмотрении общей барионной массы (суммы массы в звездах и газе). Эта последняя форма зависимости известна как барионная зависимость Талли-Фишера (BTFR) и утверждает, что барионная масса пропорциональна скорости в степени, приблизительно равной 3,5–4. Зависимость Талли-Фишера (TFR) может быть использована для оценки расстояния до спиральных галактик, позволяя определить светимость галактики на основе её непосредственно измеримой ширины линии. Расстояние затем можно найти, сравнив светимость с видимой яркостью. Таким образом, TFR представляет собой ступень космической лестницы расстояний, которая калибруется с использованием более прямых методов измерения расстояний и, в свою очередь, используется для калибровки методов, охватывающих большие расстояния. В парадигме тёмной материи скорость вращения галактики (и, следовательно, ширина линии) в первую очередь определяется массой гало тёмной материи, в котором она находится, что делает TFR проявлением связи между видимой и тёмной материей. В модифицированной ньютоновской динамике (MOND) BTFR (с показателем степени закона мощности, равным ровно 4) является прямым следствием закона гравитационной силы, эффективного при низких ускорениях. Аналоги TFR для галактик, не поддерживаемых вращением, таких как эллиптические, известны как соотношение Фабера-Джексона и фундаментальная плоскость.
The connection between rotational velocity measured spectroscopically and distance was first used in 1922 by Ernst Öpik to estimate the distance to the Andromeda Galaxy In the 1970's Balkowski, C., et al. measured 13 galaxies but focused on using the data to distinguish galaxy shapes rather than extract distances. The relationship was first published in 1977 by astronomers R. Brent Tully and J. Richard Fisher. The luminosity is calculated by multiplying the galaxy's apparent brightness by , where is its distance from Earth, and the spectral line width is measured using long slit spectroscopy. A series of collaborative catalogs of galaxy peculiar velocity values called CosmicFlow uses Tully Fisher analysis; the Cosmicflow 4 catalog has reached 10000 galaxies. Many values of the Hubble constant have been derived from Tully Fisher analysis, starting with the first paper and continuing through 2023. The relation in terms of stellar mass is dubbed the "stellar mass Tully Fisher relation" (STFR), and its scatter only shows correlations with the galaxy's kinematic morphology, such that more dispersion supported systems scatter below the relation. The tightest correlation is recovered when considering the total baryonic mass (the sum of its mass in stars and gas). This latter form of the relation is known as the baryonic Tully–Fisher relation (BTFR), and states that baryonic mass is proportional to velocity to the power of roughly 3.5–4. The TFR can be used to estimate the distance to spiral galaxies by allowing the luminosity of a galaxy to be derived from its directly measurable line width. The distance can then be found by comparing the luminosity to the apparent brightness. Thus the TFR constitutes a rung of the cosmic distance ladder, where it is calibrated using more direct distance measurement techniques and used in turn to calibrate methods extending to larger distance. In the dark matter paradigm, a galaxy's rotation velocity (and hence line width) is primarily determined by the mass of the dark matter halo in which it lives, making the TFR a manifestation of the connection between visible and dark matter mass. In Modified Newtonian dynamics (MOND), the BTFR (with power law index exactly 4) is a direct consequence of the gravitational force law effective at low acceleration. The analogues of the TFR for non rotationally supported galaxies, such as ellipticals, are known as the Faber–Jackson relation and the fundamental plane.