Calcolatore Relazione Faber-Jackson Galassie Ellittiche
Calcolatore Faber-Jackson 1976 galassie ellittiche: L ∝ σ_v^4. Distance ladder, M-sigma, BH supermassicci. INAF Roma 2002, M87 EHT 2019.
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Calcolatore relazione Faber-Jackson galassie ellittiche
Il calcolatore relazione Faber-Jackson determina la luminosità totale L di una galassia ellittica a partire dalla sua dispersione di velocità centrale σ_v (misurata da allargamento Doppler delle righe spettrali stellari come Mg b 5180 Å, Ca II H&K, Na D), secondo la formulazione delle astronome americane Sandra M. Faber e Robert E. Jackson 1976 sull'Astrophysical Journal "Velocity dispersions and mass-to-light ratios for elliptical galaxies" (vol. 204, p. 668) DTM Carnegie Institution + Berkeley. La formula classica: L ∝ σ_v^α con α = 4 ± 0,4 "esponente Faber-Jackson" (analogo Tully-Fisher per ellittiche). Magnitudine assoluta: M = -10·log σ_v + 4 ± 0,5. La fisica: virial theorem ellittiche pressure-supported (no rotazione disco), σ_v² ≈ G·M_dyn/R_e, M_dyn ∝ R_e·σ_v², L ∝ σ_v^4 (assumendo M/L ratio constant). Estensione moderna fundamental plane Djorgovski-Davis 1987: R_e ∝ σ_v^1,4 · I_e^(-0,8) (relazione 3 parametri R_e effective radius, σ_v dispersion, I_e surface brightness, σ ridotta a 0,15 dex). M-σ relation Ferrarese-Merritt 2000 + Gebhardt 2000: M_BH = 1,3×10⁸ · (σ_v/200)^4,4 M_sole (correlazione massa BH supermassiccio centrale - dispersione bulge stellare, scoperta indipendente).
Le applicazioni cosmologiche:
- distance ladder Faber-Jackson rung 50-200 Mpc tra Cepheidi e SNe Ia per ellittiche (impossibile Tully-Fisher senza disco rotazione)
- M-σ co-evolution AGN buchi neri vs galassia host bulge
- Fundamental plane standardizzazione galaxy distance estimator
- galaxy morphology classification Hubble 1936 sequence. Le applicazioni astrofisiche italiane:
- M87 NGC 4486 Vergine cluster INAF + EHT 2019 prima immagine BH (M = 1,2×10¹² M_sole ellittica gigante, σ_v = 320 km/s, BH M87* = 6,5×10⁹ M_sole)
- M49 NGC 4472 Vergine ellittica INAF Capodimonte 1812 (più luminosa Virgo cluster, M = 1×10¹² M_sole)
- M86 NGC 4406 Vergine
- M84 NGC 4374 Vergine
- NGC 1399 Fornace cluster sentinel INAF Bologna 1936
- Survey VST KIDS Cerro Paranal Cile 2011-2019 INAF Capodimonte 1.500 deg² ellittiche fundamental plane
- Andromeda M31 bulge INAF Trieste 1898 ellittico-like centro (σ_v = 175 km/s)
- Sgr A* Via Lattea bulge INAF (σ_v ≈ 130 km/s, M-σ M_BH = 4×10⁶ M_sole confermato Ghez Genzel Nobel 2020)
Tabelle Faber-Jackson galassie ellittiche italiana
| Galassia ellittica | Distanza (Mpc) | σ_v (km/s) | L (10¹⁰ L_sole) | M_BH (M_sole) | Applicazione italiana |
|---|---|---|---|---|---|
| M32 NGC 221 Andromeda | 0,79 | 75 | 0,03 | 2×10⁶ | INAF Trieste 1898 |
| NGC 1399 Fornace | 20,8 | 337 | 10 | 5×10⁸ | INAF Bologna 1936 |
| M49 NGC 4472 Vergine | 16,5 | 300 | 14 | 2,5×10⁹ | INAF Capodimonte 1812 |
| M87 NGC 4486 Vergine | 16,4 | 320 | 15 | 6,5×10⁹ | EHT 2019 prima imagine BH |
| M84 NGC 4374 Vergine | 16,8 | 295 | 9 | 1,5×10⁹ | INAF Padova 1761 |
| M86 NGC 4406 Vergine | 16,7 | 247 | 7 | 3,8×10⁸ | INAF Brera 1762 |
| NGC 4889 Coma | 94 | 347 | 30 | 2,1×10¹⁰ | INAF VST KIDS |
| IC 1101 Abell 2029 | 320 | 378 | 200 | 4×10¹⁰ | INAF Capodimonte VST |
| Sgr A* Via Lattea bulge | 0,008 | 130 | — | 4×10⁶ | Ghez Genzel Nobel 2020 |
(Fonte: Faber & Jackson 1976 ApJ 204, 668 + Djorgovski-Davis 1987 ApJ fundamental plane + Ferrarese-Merritt 2000 + Gebhardt 2000 ApJ Letters M-σ + dati INAF Roma 2002 + EHT Event Horizon Telescope 2019 ApJ Letters).
Esempi calcolo italiano Faber-Jackson
- M87 NGC 4486 Vergine cluster 16,4 Mpc INAF + EHT Event Horizon Telescope 2019 prima immagine ombra BH: ellittica gigante cD, σ_v = 320 km/s misurata righe Mg b 5180 Å allargamento Doppler stelle bulge. Faber-Jackson: L = c·σ_v⁴ → L = 1,5×10¹¹ L_sole, M_assoluta = -22,1. M-σ: M_BH = 1,3×10⁸ · (320/200)^4,4 = 1,4×10⁹ M_sole (ma osservato EHT M87* = 6,5×10⁹, outlier upper end). Disco accrescimento + jet relativistico 5.000 al confermati
- M49 NGC 4472 Vergine ellittica più luminosa cluster INAF Capodimonte Napoli 1812: σ_v = 300 km/s, L = 1,4×10¹¹ L_sole. Massa stellare M = 1×10¹² M_sole, BH centrale 2,5×10⁹ M_sole (M-σ 200 km/s)
- M86 NGC 4406 Vergine peculiare X-ray bright INAF Brera Milano 1762: σ_v = 247 km/s, L = 7×10¹⁰ L_sole. M_BH = 3,8×10⁸ M_sole (M-σ). Distinta da galassia in caduta libera Virgo cluster (blueshift -244 km/s)
- NGC 1399 Fornace cluster sentinel INAF Bologna Loiano 1936: ellittica brightest cluster member, σ_v = 337 km/s, L = 10¹¹ L_sole. M_BH = 5×10⁸ M_sole. Fundamental plane fit perfetto
- IC 1101 Abell 2029 ellittica più grande nota 1 Mpc diametro: σ_v = 378 km/s, L = 2×10¹² L_sole, M_BH = 4×10¹⁰ M_sole. Eredita merging cluster
- Sgr A* Via Lattea bulge INAF + Andrea Ghez UCLA + Reinhard Genzel MPE 2020 Nobel Physics: σ_v = 130 km/s bulge centrale tracciamento orbite stelle S2. M-σ M_BH = 4×10⁶ M_sole confermato
- M-σ relation co-evolution INAF + JWST 2021 NIRSpec first galaxies: BH-bulge co-evolution z>5 cosmic dawn
Astrofisica galassie ellittiche italiana
L'astrofisica galassie ellittiche italiana:
- INAF Istituto Nazionale di Astrofisica Roma 2002 Monte Porzio Catone (16 osservatori, 1.700 ricercatori): Padova 1761 Galileo (Università 1222) + Asiago 1979 Copernico 182 cm; Brera Milano 1762 Schiaparelli; Capodimonte Napoli 1812 VST KIDS dark matter ellittiche cluster; Arcetri Firenze 1872 Galileo Solar Telescope; Roma 1786; Trieste 1898 Planck CMB hardware bulge M31; Catania-Etna 1880; Bologna Loiano 1936 ellittiche cluster Fornace; Palermo 1790; Cagliari 1899 SRT 64 m radio 2013
- Telescopi italiani ellittiche: TNG Telescopio Nazionale Galileo La Palma 1998 3,58 m INAF (HARPS-N + GIANO-B); LBT Mount Graham Arizona 2005 2×8,4 m INAF 25% (LUCI MOS multi-object 24-galaxy spectra cluster Vergine); VST Cerro Paranal Cile 2011 2,6 m INAF Capodimonte + ESO (KIDS dark matter weak lensing 1.500 deg² cluster ellittiche); SRT Sardegna 2013 64 m radio (FRB galaxie ellittiche fast radio burst)
- Missioni galassie ASI Roma 1988: Planck Surveyor ESA 2009-2018 CMB Ω_m=0,32 H_0=67,4 (INAF Trieste); BeppoSAX 1996-2002 ASI X-ray AGN ellittiche M87* M86 jet; XMM-Newton ESA 1999 RGS italiana Padova-Bologna abbondanze chimiche ellittiche; Chandra NASA 1999 imaging X-ray cluster gas ellittiche; JWST 2021 NIRSpec contributo italiano first galaxies M-σ z>5 cosmic dawn (Roberto Maiolino Cambridge ex-INAF Arcetri); Euclid ESA 2023 ASI 25% 15.000 deg² weak lensing 25 mln galaxie spettro 6 anni; EHT Event Horizon Telescope 2019 M87* prima immagine ombra BH (italiana INAF Bologna VLBI partecipazione + IRAM 30 m); 2022 Sgr A* seconda immagine Via Lattea bulge
- Premi Nobel Fisica italiani: Marconi 1909, Fermi 1938, Segrè 1959, Carlo Rubbia 1984, Riccardo Giacconi 2002. Andrea Ghez UCLA + Reinhard Genzel MPE 2020 Sgr A*; Roger Penrose 2020 BH theory
- SISSA Trieste 1978 astrofisica numerica ellittiche merging; ICRA Roma La Sapienza 1985 + ICRANet Pescara 2003 Remo Ruffini buchi neri AGN; Scuola Normale Superiore Pisa 1810 Andrea Ferrara first galaxies cosmic dawn ellittiche progenitor quiescent passive; CINECA Casalecchio di Reno Bologna 1969 Marconi100 supercomputer 30 PFlops + Leonardo HPC pre-exascale 250 PFlops 2023 (5° classifica TOP500 mondiale) simulazioni galaxy merging Eagle Illustris-TNG hydrodynamic cosmologia. Bonus fiscali italiani ricerca 2025: Credito d'Imposta R&S art. 1 c. 200 L. 160/2019 fino 25%; Patent Box L. 178/2020 50%; PNRR Missione 4 Componente 2 ricerca 6,9 mld €
Aggiornato a luglio 2026
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