Tully-Fisher-Relation

Tully-Fisher-Relation bezeichnet eine empirische Beziehung zwischen der Rotationsgeschwindigkeit einer Spiralgalaxie und ihrer intrinsischen Leuchtkraft. Sie wurde 1977 von den Astronomen R. Brent Tully und J. Richard Fisher entdeckt und ist seither eine wichtige Methode zur Bestimmung von Galaxienentfernungen.

Der Zusammenhang ist einfach: Je schneller sich eine Spiralgalaxie dreht, desto massereicher und damit leuchtstärker ist sie. Aus der Rotationsgeschwindigkeit, die sich aus der Doppler-Verbreiterung der 21-cm-Radioemissionslinie des neutralen Wasserstoffs ableiten lässt, kann man auf die absolute Helligkeit der Galaxie schließen. Der Vergleich mit der scheinbaren Helligkeit am Himmel liefert dann die Entfernung.

Die Tully-Fisher-Relation funktioniert bis zu Entfernungen von mehreren Hundert Millionen Lichtjahren und ist damit eine wichtige Sprosse auf der kosmischen Entfernungsleiter, die weit über die Reichweite direkter Parallaxenmessungen hinausgeht. Sie ergänzt andere Methoden wie die Cepheiden-Entfernungsbestimmung oder Typ-Ia-Supernovae. Eine analoge Relation für elliptische Galaxien ist die Faber-Jackson-Relation, die Leuchtkraft mit der Geschwindigkeitsdispersion der Sterne verknüpft. Beide Beziehungen stützen sich letztlich auf Gesetze, die Masse, Dynamik und Leuchtkraft von Galaxien verbinden.