Как кривые вращения спиральных галактик определяются за пределами радиусов, где можно обнаружить Starlight?
Вот как это работает:
* 21-сантиметровое излучение: Нейтральные атомы водорода испускают радиоволны на определенной частоте 21 см. Это излучение намного слабее, чем Starlight, но он эффективно проникает в пылевые облака и может быть обнаружен даже далеко от галактического центра.
* Допплеровский сдвиг: Скорость газа водорода вдоль линии прицела вызывает допплеровское сдвиг в частоте 21-сантиметрового излучения. Движение газа к нам имеет немного более высокую частоту, а уход газа имеет немного меньшую частоту. Измеряя этот сдвиг, астрономы могут определить радиальную скорость газа на разных расстояниях от галактического центра.
* Картирование газа: Радиотелескопы, часто большие массивы, такие как очень большой массив (VLA) или радиотелескоп синтеза Вестерборка (WSRT), используются для отображения интенсивности и радиальной скорости излучения HI 21-сантиметрового излучения по всей галактике. Это дает подробную картину распределения и кинематики водорода.
* Кривая вращения Конструкция: Предполагая круглую орбиту (разумное приближение для большей части газа), радиальная скорость газа на данном расстоянии от центра напрямую связана со скоростью вращения галактики на этом расстоянии. Сочетая данные о скорости на нескольких радиусах, астрономы могут построить кривую вращения, вытягивая их далеко за пределы области, видимой в Starlight.
В дополнение к HI 21-CM, другие методы могут внести свой вклад, хотя и менее значительно за пределами оптического радиуса:
* Молекулярный газ (co): Монооксид углерода (CO) также являются хорошими трассерами газа, особенно в более плотных областях спиральных галактик. Наблюдения линий излучения CO также могут быть использованы для вывода скоростей вращения, хотя обычно при меньших радиусах, чем HI.
* Hα Эмиссия: В то время как в основном связанные с областями образования звезд, излучение Hα иногда может быть обнаружено при более крупных радиусах, предоставляя информацию о скорости в некоторых случаях.
* Гравитационное линзирование: В некоторых случаях может использоваться эффекты массы галактики на фоновых объектах на фоновых объектах, чтобы вывести распределение массы и, следовательно, кривую вращения. Эта техника, однако, менее прямой и опирается на сложное моделирование.
Важно помнить, что расширение кривой вращения за пределами оптического радиуса зависит от предположения, что наблюдаемый газ является хорошим индикатором общего распределения массы. Несоответствие между наблюдаемыми кривыми вращения и кривыми вращения, предсказанными только из видимого вещества, привело к постулированию темной материи.