¿Cómo determinar la masa de una galaxia?

Tengo un pequeño desacuerdo con mi profesor.

Podemos medir la masa de un cúmulo estelar distante a partir de:

A.Su color

B.Su radio

C.Su metalicidad

D.Frotis de líneas en su espectro total

Mi pensamiento fue:

Law of Conservation of Energy

Kinetic Energy = Gravitational potential energy

1/2*m*v^2 =  G* m*M/r

v = sqrt(2GM/r)

Por lo tanto, depende tanto de la velocidad como del radio.

La opción de respuesta D le daría la velocidad, pero respondí con la opción de respuesta B, radio.

Después de hablarlo con mi profesor, ella respondió con:

Si lo pensamos conceptualmente, el parámetro dominante es la velocidad. En otras palabras, puede obtener una estimación significativa de la masa del grupo a partir de la dispersión de la velocidad sin conocer el radio (porque todos los grupos tienen el "mismo" tamaño), pero no al revés.

Así que diría que todavía parece bastante claro que la mejor respuesta son las velocidades.

¿Tiene razón o la pregunta está mal formulada?

En el título dices "galaxia", pero en el texto mencionas "cúmulo", que generalmente significa un cúmulo estelar (globular) o un cúmulo de galaxias. Si te refieres a "galaxia", entonces el problema con el radio es que es el radio virial , que no se mide fácilmente, ya que está dominado por la materia oscura. En ese caso, la respuesta D es correcta, ya que le brinda una buena medida de las velocidades típicas, que luego se pueden traducir a M (ya que en un corrimiento al rojo dado, existe una relación moderadamente estrecha entre M y r).
El título de la pregunta y el cuerpo de la pregunta principal se refieren a cosas diferentes.

Respuestas (1)

Creo que debería haber aclarado la pregunta poniendo velocidad y radio en la misma opción.

Al observar su respuesta, parece razonable pensar que la velocidad es más importante. Sin embargo, sin conocer el radio no podemos determinar la masa del sistema estelar. Argumentó esta idea diciendo que el tamaño es aproximadamente conocido para los sistemas estelares. Pero no creo que sea un argumento sólido.

Teóricamente deberíamos conocer tanto R como V para calcular M.

Nota: no entendí por qué escribiste energía cinética = fuerza gravitacional. Eso no es posible.

En el sistema acotado estelar, debe usar el teorema virial. Al afirmar que − 2 < mi >=< tu > y de ahí se obtiene

METRO = v 2 R / GRAMO

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