Vad är Freeman Law?

Freeman-lagen är en astronomisk princip som först promulgerades av den australiensiske astronomen Kenneth Freeman 1970 som säger att skivorna i alla spiralgalaxer producerar en enhetlig ytljusstyrka. Resultaten ifrågasattes senare i mitten av 1970-talet baserat på vilken typ av galaxer Freeman använde för att mäta effekten. Eftersom han valde de största möjliga galaxerna med en radie som skulle passa helt på observationsplattorna från Palomar Sky Survey vid Palomar Observatory i södra Kalifornien, tror man att hans observationer var partiska mot enhetlighet. Trots denna brist i slutsatserna för Freeman-lagen var den historiskt betydelsefull som det första omfattande försöket att kvantifiera både ljusstyrkan och ljusfördelningen i skivformade galaxer.

Det vanligaste argumentet mot Freemans lag var att det handlade om urvalsbias. Andra astronomiska forskare har dock haft motstridiga åsikter sedan idén grundades om dess legitimitet och slutsatser. I början av 1980-talet föreslogs att enhetligheten i ljusstyrkan i spiralgalaxer berodde på mörkläggning av damm, vilket begränsade det optiska djupet av ljus som kunde nå solsystemet från avlägsna galaxers ytor mot jorden.

Observationsastronomi är också en inexakt vetenskap eftersom mycket av det som registreras eller observeras i rymden görs med vitt skilda observationsutrustning. Den berömda amerikanske astronomen Edwin Hubble varnade för att detta orsakade klassificeringsproblem redan 1922. Han sade att på grund av variationen i teleskopförmågor och kvaliteten och inspektionen av fotografiska plattor för områden i rymden, skulle klassificeringen av stjärnobjekt kontinuerligt behöva revideras .

Det uppstår också problem när man klassificerar ljusstyrkan hos galaxer som Tully-Fisher-relationen. Detta är en astronomisk princip som härleddes av Brent Tully och Richard Fisher 1977 och påstod att det fanns ett direkt samband mellan hur snabbt en galax roterade runt sin egen axel och hur lysande den var. Större galaxer tros rotera snabbare, och att veta antingen en galaxs rotationshastighet eller övergripande ljusstyrka kan användas för att beräkna den andra parametern.

Även om Freeman-lagen fortsätter att vara kontroversiell i astronomiska kretsar, verkar de observationer som den har kvantifierat vara korrekta för vad som anses vara normala spiralgalaxer. Dessa är skivformade galaxer med en förväntad nivå av ljusstyrka för deras storlek och rotationshastighet. Undantaget från Freemans lag är med spiralgalaxer med låg ytljusstyrka (LSB). Forskningen om LSB:er pågår, eftersom de utgör flera komplexa analysproblem, inklusive att deras centrala ytljusstyrka faktiskt är lägre än den omgivande ljusstyrkan på natthimlen runt dem. Detta gör bara att upptäcka LSB:er till en svår uppgift för astronomer i och för sig.