페이버-잭슨관계 (Faber-Jackson Relation)
한 줄 정의: 타원은하의 광도와 중심부 별 속도분산 사이에 성립하는 멱함수 경험 관계입니다.
쉽게 풀면
타원은하는 밝을수록 안쪽 별들이 더 빠르게 제멋대로 움직입니다. 별들의 속도가 얼마나 퍼져 있는지를 나타내는 속도분산을 흡수선 폭에서 재면, 광도가 속도분산의 대략 네제곱에 비례하는 관계가 나타납니다. 이 관계를 처음 정리한 두 연구자의 이름을 따 페이버-잭슨관계라고 부릅니다.
왜 중요한가
속도분산은 거리를 몰라도 스펙트럼만으로 잴 수 있으므로, 이 관계를 쓰면 은하의 실제 광도를 추정하고 겉보기 밝기와 비교해 거리를 구할 수 있습니다. 즉 우주거리사다리의 한 칸으로 쓰이며, 동시에 타원은하의 질량과 형성 과정을 설명해야 할 제약 조건이 됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"표본 타원은하의 속도분산과 절대등급을 회귀한 결과 페이버-잭슨관계의 기울기는 기존 보고와 통계적으로 일치하였다."
조금 더 깊게 보면
이 관계는 은하가 대체로 비리얼 평형에 있고 질량 대 광도 비가 체계적으로 변한다는 가정에서 자연스럽게 유도됩니다. 다만 실제 자료에서는 흩어짐이 꽤 커서, 여기에 유효반지름과 표면밝기를 더한 은하기본면을 쓰면 흩어짐이 크게 줄어듭니다. 그런 의미에서 페이버-잭슨관계는 기본면을 한 면에 투영해 본 단면으로 이해됩니다.
주의할 점
털리-피셔관계가 회전하는 나선은하의 회전속도와 광도를 잇는 관계인 반면, 페이버-잭슨관계는 회전보다 무작위 운동이 지배하는 타원은하에 적용됩니다. 두 관계를 서로 바꿔 쓸 수는 없습니다.