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비리얼 정리-은하 에너지론
비리얼 정리(Virial Theorem)는 운동에너지(KE)와 위치에너지(PE)를 관련지어주는데, 천체(항성, 성단, 은하 등)가 수축이나 팽창을 하지 않는 안정 상태에 있다고 가정한다. 이 상태에서 운동에너지가 더 크다면 천체는 팽창할 것이고, 위치에너지가 더 크다면 수축할 것이다. 이것을 식으로 나타내면,
이다. 은하의 경우에는 더 구체화된 식으로 나타난다.
- (v2) : 각 항성들의 고유 운동 속도 제곱의 평균값.
- rh : 천체 질량의 절반을 포함하고 있는 곳까지의 반지름.
- m : 은하 전체 질량.
따라서, 은하의 전체 에너지는 TE=KE+PE가 되며, 이것은
가 됨을 알 수 있다.
비리얼 정리를 통해서 은하 형성에 관한 중요한 사실을 알 수 있는데, 이는 어떤 대상이 은하에 속해 있는지, 혹은 은하에 속하지 않을 것인지를 판단할 수 있는 것이다. 예를 들면, 은하 중심에 매우 빠른 속도를 가진 별을 발견했을 때, 그 별의 운동 에너지를 가지고 그 별이 은하에 계속 속해 있을 것인지, 은하 밖의 배경에 속해 있는 별인지 판단할 수 있는 것이다. 또, 은하의 속도 분산으로부터 은하의 질량을 추정할 수도 있다.
최종수정일
2017년 3월 31일