塔利—费舍尔关系

这里有一条天文学家无意间发现的、漂亮而简单的经验法则：旋涡星系转得越快，就越亮。又大又亮的旋涡星系飞速旋转；又小又暗的则慢慢转动。旋涡星系的自转速度与其总光度之间这种紧密的联系，就是塔利—费舍尔关系，由塔利（Brent Tully）和费舍尔（Richard Fisher）于 1977 年发现。

定量地说，星系的光度大致随自转速度的四次方上升——自转速度翻一倍，星系大约要亮十六倍。即使对很远的星系，自转速度也很容易测量：旋转的气体会展宽星系的 21 厘米射电谱线（或其光学谱线），而这条谱线的宽度就告诉你盘转得多快，无论它有多远。这一关系之所以成立，是因为自转速度追踪的是总质量（主要是暗物质），而更大质量的星系拥有更多恒星、因而更亮——光度与质量并肩同行。

塔利—费舍尔关系之所以重要，是因为它是一件测距工具。从谱线宽度测出旋涡星系的自转速度，这一关系就交给你它的真实光度；再与它看上去多亮相比，平方反比定律就给出距离——这是一种能够触及远比造父变星更远星系的“标准烛光”把戏。它是宇宙距离阶梯的关键一级，在历史上对测量宇宙膨胀也很重要。它如此紧致，还暗示可见星系与它们的暗晕之间存在深刻的耦合。