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演化的 Faber-Jackson 关系:银河年龄与双曲-费舍尔联系的统一框架

星系天体物理 2026-04-07 v2

摘要

双曲-费舍尔关系 (BTFR) 和 Faber-Jackson 关系 (FJR) 表示将星系的质子质量与其运动学联系起来的基本标度关系,但其物理起源以及不同星系 Population 之间的显著偏移一直悬而未决。我们在 Nexus 量子引力范式下提出了一个统一的理论框架,证明两者均源于约为 1010m/s210^{-10}m/s^2 的常见加速度尺度,并通过常见指数核随宇宙时间演化。我们从演化的 BTFR 推导出演化的 FJR,证明归一化形式为 Mbe4H(t)dtσ4M_b \propto e^{-4\int H(t)\,dt}\sigma^4 ,其中 σ\sigma 为速度分散,H(t)H(t) 为随时间变化的哈勃参数。我们对 39 颗星系(从极致矮形星系到大型星团椭椭星系)进行了此框架的应用,表明星系 Population 之间观察到的偏移自然源于其形成时刻的差异。极致矮形星系给出年龄为 12±0.812\pm0.8 Gyr,与独立的哈勃空间站恒星人口年龄相符,synchronized within 1\sim 1 Gyr。后期类型矮形星系显示系统较年轻的年龄,范围为 3.56.03.5-6.0 Gyr。演化的 FJR 报告的动力年龄指自星系上一次实现 virial 平衡以来的时间。对暗物质不足的星系表现出古老的恒星人口但非常年轻的动力年龄,这与最近的剧烈碰撞相符。独立的基于金属成分的恒星人口年龄验证显示,对未受扰动系统的 Pearson 相关系数为 r=0.961r=0.961,这为该框架提供了强大的实证支持。演化的 FJR 将所有质量尺度上的压力支持系统联系起来,使星系标度关系成为形成与扰动事件的准确指示器。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.29210,
  title  = {The Evolving Faber-Jackson Relation: A Unifying Framework for Galaxy Ages and the Baryonic Tully-Fisher Connection},
  author = {Stuart Marongwe and Stuart Kauffman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.29210},
  year   = {2026}
}

备注

17 pages, 2 figures