Relazione tra le accelerazioni radiali in galassie a disco

Le curve di rotazione delle galassie a disco hanno un andamento diverso da quello previsto dalla legge di Newton: queste infatti si mantengono piatte anziché seguire un andamento kepleriano come previsto dalla distribuzione di materia barionica. Tale andamento viene solitamente attribuito alla presenza di materia oscura non barionica. La massa barionica contenuta nella galassia, tuttavia, è in stretta correlazione con il valore medio della velocità di rotazione nel tratto piatto: tale relazione è rappresentata dalla Baryonic Tully-Fisher Relation (BTFR) e sancisce una forte correlazione tra i barioni presenti nella galassia e la fisica che determina la forma della curva di rotazione. Si può andare quindi ad indagare l’esistenza di una relazione tra l’accelerazione radiale dovuta alla distribuzione di barioni e quella ricavata dalla curva di rotazione osservata. Il risultato di questa indagine è la relazione tra le accelerazioni radiali, altresì detta RAR, dalla quale si evince che la distribuzione della materia oscura è completamente determinata da quella della materia barionica e non è quindi necessario utilizzare modelli arbitrari per la struttura dell’alone di materia oscura. In questa tesi viene studiato il caso della galassia UGC8490, una galassia a spirale di tipo magellanico. In particolare è stata innanzitutto ricavata la velocità della componente di disco, considerando un disco spesso, a partire dalla brillanza superficiale e dal raggio di scala della galassia, per poi calcolare l’accelerazione radiale dovuta alla componente barionica totale, data dalla somma dei contributi del disco e del gas, e andarla a confrontare con l’accelerazione osservata ricavata dalla curva di rotazione spazialmente risolta. Successivamente i risultati ottenuti sono stati confrontati con quelli presenti in McGaugh, Lelli e Schombert 2016 per verificare la relazione tra le accelerazioni radiali. Dal momento che la RAR descrive un collegamento diretto tra il contenuto barionico e la dinamica delle galassie, permettendo di ricavare la curva di rotazione una volta conosciuta la distribuzione di materia barionica e viceversa, e inoltre generalizza altre proprietà dinamiche delle galassie come la BTFR, la Renzo’s rule e la "baryons-halo conspiracy", si tratta di una relazione equivalente ad una legge naturale.