基本面

橢圓星系儘管外表平淡光滑，結果卻出奇地井然有序。它們三個可測的性質——有多大、中心區域發光多亮、恆星隨機亂飛得多快——並不能隨意取值。它們被鎖得如此緊密，以至於若把橢圓星系畫在這三個量構成的三維圖裡，它們全都落在一張薄而傾斜的「片」上。這張片就是基本面。

這三個性質是：星系的大小（有效半徑）、它的面亮度（光有多集中），以及它的速度彌散度，記作 σ——即恆星隨機速度的散布範圍，從星系譜線有多寬可以讀出。一個更簡單、更早的版本只用其中兩個（光度和速度彌散度），就是法貝爾—傑克遜關係，其中越亮的橢圓星系恆星運動越快。基本面是更緊緻的三方版本，它的存在本身就反映出橢圓星系遵循位力定理——它們的結構由向內拉的重力與向外撐的恆星隨機運動之間的平衡所支配。

基本面之所以重要，是因為它是橢圓星系對旋渦星系「塔利—費舍爾關係」的回應，而且和後者一樣，它也充當測距工具：測出橢圓星系的速度彌散度和面亮度，從面上讀出它的真實大小，再與它的視大小相比，就得到距離。除了測距，這張面之薄、以及星系偏離它的細微方式，編碼著橢圓星系如何形成、其恆星、氣體和暗物質如何分布——這些都是關於星系經由併合而組裝的寶貴線索。