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Dispersión de velocidad

En astronomía , la dispersión de velocidad ( σ ) es la dispersión estadística de velocidades sobre la velocidad media para un grupo de objetos astronómicos , como un cúmulo abierto , un cúmulo globular , una galaxia , un cúmulo de galaxias o un supercúmulo . Al medir las velocidades radiales de los miembros del grupo mediante espectroscopia astronómica , se puede estimar la dispersión de velocidad de ese grupo y utilizarla para derivar la masa del grupo a partir del teorema virial . [1] La velocidad radial se encuentra midiendo el ancho Doppler de las líneas espectrales de una colección de objetos; cuantas más velocidades radiales se midan, con mayor precisión se conocerá su dispersión. Una dispersión de velocidad central se refiere a la σ de las regiones interiores de un objeto extendido, como una galaxia o un cúmulo.

La relación entre la dispersión de la velocidad y la materia (o la radiación electromagnética observada emitida por esta materia) adopta varias formas en astronomía según el objeto u objetos observados. Por ejemplo, la relación M – σ se encontró para el material que gira alrededor de los agujeros negros , la relación de Faber-Jackson para las galaxias elípticas y la relación de Tully-Fisher para las galaxias espirales . Por ejemplo, la σ encontrada para los objetos alrededor del agujero negro supermasivo (SMBH) de la Vía Láctea es de aproximadamente 100 km/s. [2] La galaxia de Andrómeda ( Messier 31) alberga un SMBH aproximadamente 10 veces más grande que el nuestro, y tiene una σ ≈ 160 km/s . [3]

Los grupos y cúmulos de galaxias tienen un rango más amplio de dispersiones de velocidad que los objetos más pequeños. Por ejemplo, nuestro propio grupo pobre , el Grupo Local , tiene una σ = 61±8 km/s . [4] Pero los cúmulos ricos de galaxias, como el Cúmulo de Coma , tienen una σ ≈ 1.000 km/s . [5] Las galaxias elípticas enanas dentro de Coma tienen su propia dispersión de velocidad interna para sus estrellas, que es una σ ≲ 80 km/s , típicamente. [6] Las galaxias elípticas normales , en comparación, tienen una media de σ ≈ 200 km/s . [7]

En el caso de las galaxias espirales , el aumento de la dispersión de la velocidad en las estrellas de la población I es un proceso gradual que probablemente resulta de los intercambios aleatorios de momento , conocidos como fricción dinámica , entre estrellas individuales y grandes medios interestelares (nubes de gas y polvo) con masas superiores a 10 5  M ☉ . [8] Las galaxias espirales vistas de frente tienen una σ central ≲ 90 km/s ; ligeramente más si se las observa de canto. [9]

Véase también

Referencias

  1. ^ Diccionario Collins de Astronomía, 2.ª edición; Harper Collins Publishers; 2000; págs. 444, 449
  2. ^ Tremaine, Scott; Gebhardt, Karl; Bender, Ralf; Bower, Gary; Dressler, Alan; Faber, SM; Filippenko, Alexei V.; Green, Richard; Grillmair, Carl; Ho, Luis C.; Kormendy, John; Lauer, Tod R.; Magorrian, John; Pinkney, Jason; Richstone, Douglas (marzo de 2002). "La pendiente de la correlación de la dispersión de la masa del agujero negro frente a la velocidad". The Astrophysical Journal . 574 (1). Chicago, Illinois, EE. UU.: 740–753. arXiv : astro-ph/0203468 . Código Bibliográfico :2002ApJ...574..740T. doi :10.1086/341002. S2CID  15482979.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  3. ^ Gebhardt, Karl; Bender, Ralf; Bower, Gary; Dressler, Alan; Faber, SM; Filippenko, Alexei V.; Green, Richard; Grillmair, Carl; Ho, Luis C.; Kormendy, John; Lauer, Tod R.; Magorrian, John; Pinkney, Jason; Richstone, Douglas; Tremaine, Scott (junio de 2000). "Una relación entre la masa nuclear de un agujero negro y la dispersión de la velocidad de las galaxias". The Astrophysical Journal . 539 (1). Chicago, Illinois, EE. UU.: The University of Chicago Press: L13–L16. arXiv : astro-ph/0006289 . Código Bibliográfico :2000ApJ...539L..13G. doi :10.1086/312840. S2CID  11737403.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  4. ^ van den Bergh, Sidney (1999). "El grupo local de galaxias". The Astronomy and Astrophysics Review . 9 (3–4). Springer: 273–318 (1999). Bibcode :1999A&ARv...9..273V. doi :10.1007/s001590050019. S2CID  119392899.
  5. ^ Struble, Mitchell F.; Rood, Herbert J. (noviembre de 1999). "Una compilación de corrimientos al rojo y dispersiones de velocidad para cúmulos ACO". The Astrophysical Journal Supplement Series . 125 (1). Chicago, Illinois, EE. UU.: The University of Chicago Press: 35–71. Bibcode :1999ApJS..125...35S. doi : 10.1086/313274 .
  6. ^ Kourkchi, E.; Khosroshahi, HG; Carter, D.; Karick, AM; Mármol-Queraltó, E.; Chiboucas, K.; Tully, RB; Mobasher, B.; Guzmán, R.; Matković, A.; Gruel, N. (marzo de 2012). "Galaxias enanas en el cúmulo de Coma - I. Mediciones de dispersión de velocidades". Avisos mensuales de la Real Sociedad Astronómica . 420 (4). Biblioteca en línea Wiley: 2819–2834. arXiv : 1110.2649 . Código Bib : 2012MNRAS.420.2819K. doi : 10.1111/j.1365-2966.2011.19899.x . S2CID  62800506.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  7. ^ Forbes, Duncan A.; Ponman, Trevor J. (noviembre de 1999). "Sobre la relación entre la edad y la dinámica en las galaxias elípticas". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 309 (3): 623–628. arXiv : astro-ph/9906368 . Bibcode :1999MNRAS.309..623F. doi : 10.1046/j.1365-8711.1999.02868.x . S2CID  13468195.
  8. ^ Spitzer, Lyman Jr. ; Schwarzschild, Martin (julio de 1953). "La posible influencia de las nubes interestelares en las velocidades estelares. II". Astrophysical Journal . 118 : 106. Bibcode :1953ApJ...118..106S. doi : 10.1086/145730 .
  9. ^ Bershady, Mateo A.; Martinsson, Thomas PK; Verheijen, Marc AW; Páramos de Poniente, Kyle B.; Andersen, David R.; Swaters, Rob A. (octubre de 2011). "Los discos Galaxy son submáximos". Las cartas del diario astrofísico . 739 (2): L47. arXiv : 1108.4314 . Código Bib : 2011ApJ...739L..47B. doi :10.1088/2041-8205/739/2/L47. S2CID  119264732.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )