Hogyan határozzák meg a spirális galaxisok forgási görbéit a sugarakon túl, ahol a Csillagfény észlelhető?
Így működik:
* 21 cm-es vonalkibocsátás: A semleges hidrogénatomok rádióhullámokat bocsátanak ki 21 cm specifikus frekvencián. Ez a kibocsátás sokkal gyengébb, mint a Starlight, de hatékonyan behatolja a porfelhőkbe, és még a galaktikus központtól távol is észlelhető.
* Doppler Shift: A hidrogéngáz sebessége a látóvonal mentén Doppler eltolódást okoz a 21 cm-es kibocsátás frekvenciájában. A felünk mozgó gáz kissé magasabb, és a gáz elmozdulása kissé alacsonyabb. Ennek az eltolódásnak a mérésével a csillagászok meghatározhatják a gáz sugárirányú sebességét a galaktikus központtól eltérő távolságokon.
* A gáz feltérképezése: A rádió távcsöveket, gyakran nagy tömböket, mint például a nagyon nagy tömb (VLA) vagy a WesterBork Synthesis Radio Telescope (WSRT), használják a HI 21 cm-es emisszió intenzitásának és sugárirányú sebességének feltérképezésére a galaxison. Ez részletes képet nyújt a hidrogéngáz eloszlásáról és kinematikájáról.
* Forgatási görbe felépítése: Feltételezve, hogy egy kör alakú pályát (ésszerű közelítés a gáz nagy részében), a gáz sugárirányú sebessége egy adott távolságra egy adott távolságra közvetlenül kapcsolódik a galaxis forgási sebességéhez abban a távolságban. A sebességadatok több sugárú kombinálásával a csillagászok felépíthetik a forgási görbét, és messze túlmutatják a csillagfényben látható régión.
A HI 21 cm-en kívül más technikák is hozzájárulhatnak, bár kevésbé széles körben az optikai sugáron túl:
* molekuláris gáz (CO): A szén -monoxid (CO) molekulák szintén jó gáz nyomjelzői, különösen a spirális galaxisok sűrűbb régióiban. A CO -kibocsátási vonalak megfigyelései is felhasználhatók a forgási sebesség következtetésére, bár általában kisebb sugárnál, mint a HI.
* Hα emisszió: Míg elsősorban a csillagképződési régiókhoz kapcsolódik, a Hα -emissziót néha nagyobb sugárban lehet kimutatni, bizonyos esetekben a sebességinformációkat biztosítva.
* gravitációs lencse: Bizonyos esetekben a galaxis tömegének gravitációs lencse hatása a háttérobjektumokra felhasználható a tömegeloszlás és ezáltal a forgási görbe következtetésére. Ez a technika azonban kevésbé közvetlen, és a kifinomult modellezésre támaszkodik.
Fontos megjegyezni, hogy a forgási görbe túllépése az optikai sugáron túl támaszkodik arra a feltételezésre, hogy a megfigyelt gáz a teljes tömegeloszlás jó nyomjelzője. A megfigyelt forgási görbék és a látható anyagból előrejelzett forgási görbék közötti eltérés a sötét anyag posztulációjához vezetett.