Kaj je Freemanov zakon?

Freemanov zakon je astronomsko načelo, ki ga je leta 1970 prvič razglasil avstralski astronom Kenneth Freeman in pravi, da diski vseh spiralnih galaksij proizvajajo enotno površinsko svetlost. Rezultati so bili pozneje vprašljivi sredi sedemdesetih let prejšnjega stoletja na podlagi vrste galaksij, ki jih je Freeman uporabljal za merjenje učinka. Ker je izbral največje možne galaksije s polmerom, ki bi se popolnoma ujemal z opazovalnimi ploščami Palomar Sky Survey na Observatoriju Palomar v južni Kaliforniji, se domneva, da so bila njegova opazovanja pristranska k enotnosti. Kljub tej napaki v sklepih za Freemanov zakon je bil zgodovinsko pomemben kot prvi celovit poskus kvantifikacije tako obsega svetlosti kot porazdelitve svetlobe galaksij v obliki diska.

Najpogostejši argument proti Freemanovemu pravu je bil, da je šlo za pristranskost pri izbiri. Drugi astronomski raziskovalci pa imajo od ustanovitve ideje nasprotujoča si stališča glede njene legitimnosti in zaključkov. V zgodnjih osemdesetih letih prejšnjega stoletja je bilo predlagano, da je enakomernost svetlosti v spiralnih galaksijah posledica zatemnitve s prahom, ki je omejil optično globino svetlobe, ki bi lahko dosegla Osončje s površin oddaljenih galaksij, obrnjenih proti Zemlji.

Opazovalna astronomija je tudi nenatančna znanost, saj se večina tega, kar je zabeleženo ali opazovano v vesolju, naredi z zelo različno opremo za opazovanje. Slavni ameriški astronom Edwin Hubble je že leta 1922 opozoril na to, da povzroča težave pri klasifikaciji. Izjavil je, da bo treba zaradi razlik v teleskopskih sposobnostih ter kakovosti in pregledu fotografskih plošč za območja vesolja klasifikacijo zvezdnih objektov nenehno revidirati. .

Težave se pojavljajo tudi pri razvrščanju svetlosti galaksij, kot je relacija Tully-Fisher. To je astronomski princip, ki sta ga izpeljala Brent Tully in Richard Fisher leta 1977 in navaja, da obstaja neposredna povezava med tem, kako hitro se galaksija vrti okoli lastne osi in kako svetleča je. Verjame se, da se večje galaksije vrtijo hitreje in poznavanje hitrosti vrtenja galaksije ali splošne ravni svetlosti se lahko uporabi za izračun drugega parametra.

Čeprav je Freemanov zakon v astronomskih krogih še vedno sporen, se zdi, da so opažanja, ki jih je kvantificiral, pravilna za tiste, ki se štejejo za normalne spiralne galaksije. To so galaksije v obliki diska s pričakovano stopnjo svetlosti glede na njihovo velikost in vrtilno hitrost. Izjema pri Freemanovem zakonu so spiralne galaksije z nizko površinsko svetlostjo (LSB). Raziskave LSB še potekajo, saj predstavljajo več zapletenih problemov analize, vključno s tem, da je njihova osrednja površinska svetlost dejansko nižja od stopnje svetlosti okolice nočnega neba okoli njih. Zaradi tega je samo odkrivanje LSB-jev težka naloga za astronome samo po sebi.