Al medir la velocidad de rotación de una galaxia, la mayoría de las veces solo podemos medir directamente la velocidad radial, observando el corrimiento al rojo.
Leí en una diapositiva de una conferencia que algunas veces es posible medir la velocidad total (no solo la radial) si la galaxia está en el grupo local y presenta másers. El profesor no dio más detalles, pero tengo curiosidad de cómo se puede hacer.
¿Qué propiedades de los máseres permiten tal medición y por qué no se puede hacer lo mismo con estrellas o nubes de gas?
Los másers tienden a ser fuentes extremadamente brillantes y compactas con emisión de línea en longitudes de onda de cm (generalmente de OH o H O moléculas; esta es una técnica para nubes de gas, aunque solo funciona en condiciones especiales). Esto los hace ideales para la interferometría de línea de base muy larga (VLBI) con radiotelescopios, lo que le permite obtener posiciones extremadamente precisas y precisas. En algunos casos, si los observa repetidamente durante períodos de años, puede detectar movimiento a través de la línea de visión (es decir, movimiento propio). Dado que se trata de una emisión de línea, también puede medir la velocidad radial a partir del desplazamiento Doppler de la línea.
El ejemplo canónico es el disco de gas circunnuclear en la espiral cercana NGC 4258 (muy fuera del Grupo Local), donde se ha observado que los puntos de emisión máser en el disco se mueven con movimientos propios de mas/año (y cambios de velocidad radial de km/s/año). La combinación de esto y las observaciones de la geometría del disco permite mediciones extremadamente precisas de la masa del agujero negro supermasivo central y la distancia total a la galaxia.
Por supuesto, esa no es la "velocidad de rotación de la galaxia", es la rotación de un disco de escala subparsec alrededor del agujero negro supermasivo. Brunthaler et al. midieron la rotación a gran escala de la galaxia del grupo local M33 (Triangulum) utilizando observaciones VLBI de fuentes máser en regiones H II durante varios años . (2005) .
De hecho, es posible hacer algo como esto para estrellas individuales en galaxias muy cercanas, si puede obtener posiciones lo suficientemente precisas. Esto se ha hecho tanto con datos del HST como (más recientemente) con datos de Gaia para las Nubes de Magallanes, M33 y M31 (p. ej., van der Marel et al. 2019 ); Los movimientos propios de las estrellas en las Nubes de Magallanes también se han medido utilizando telescopios terrestres (p. ej., Niederhofer et al. 2021 ; ayuda que los movimientos propios angulares sean grandes debido a la cercanía de las galaxias).