En sammenhæng mellem afstand og radial hastighed blandt ekstra-galaktiske tåger

Bestemmelser af solens bevægelse i forhold til de ekstra-galaktiske tåger har involveret et K-udtryk på flere hundrede kilometer, som synes at være variabel. Der er søgt efter forklaringer på dette paradoks i en sammenhæng mellem tilsyneladende radiale hastigheder og afstande, men hidtil har resultaterne ikke været overbevisende. Nærværende papir er en genoptagelse af spørgsmålet, der kun er baseret på de nebulære afstande, der menes at være ret pålidelige.

Afstande af ekstra-galaktiske tåger afhænger i sidste ende af anvendelsen af kriterier med absolut lysstyrke på involverede stjerner, hvis typer kan genkendes. Disse inkluderer blandt andet Cepheid-variabler, novaer og blå stjerner, der er involveret i emissionsnebulositet. Numeriske værdier afhænger af nulpunktet for periode-lysstyrke-forholdet mellem Cepheids, de andre kriterier kontrollerer blot rækkefølgen af afstande. Denne metode er begrænset til de få tåger, der løses godt af eksisterende instrumenter. En undersøgelse af disse tåger sammen med dem, hvor overhovedet stjerner kan genkendes, indikerer sandsynligheden for en tilnærmelsesvis ensartet øvre grænse for stjernernes absolutte lysstyrke, i det mindste i senformede spiraler og uregelmæssige tåger i det mindste af M (fotografisk) = −6.3.1 De tilsyneladende lysstyrker for de lyseste stjerner i sådanne tåger er således kriterier, der, selvom de er grove og skal anvendes med forsigtighed, giver rimelige skøn over afstande for alle ekstra-galaktiske systemer, hvor endda en få stjerner kan detekteres.

Endelig ser selve tågen ud til at være i en bestemt rækkefølge med absolut lysstyrke og udviser et interval på fire eller fem størrelser omkring en gennemsnitsværdi M (visuel) = −15.2.1 Anvendelsen af dette statistiske gennemsnit på individuelle tilfælde kan sjældent bruges med fordel, men hvor der er involveret et betydeligt antal, og især i de forskellige klynger af tåger, betyder de åbenlyse lysstyrker af tågen selv pålidelige esti par af de gennemsnitlige afstande.

Radiale hastigheder på 46 ekstra-galaktiske tåger er nu tilgængelige, men individuelle afstande estimeres kun til 24. For en anden, NGC 3521, kunne der sandsynligvis foretages et skøn, men ingen fotografier er tilgængelige på Mount Wilson. Dataene er angivet i tabel 1. De første syv afstande er de mest pålidelige, afhængigt bortset fra M 32, ledsageren af M 31, efter omfattende undersøgelser af mange involverede stjerner. De næste tretten afstande, afhængigt af kriteriet om en ensartet øvre grænse for stjernelysstyrke, er udsat for betydelige sandsynlige fejl, men menes at være de mest rimelige værdier, der for tiden er tilgængelige. De sidste fire objekter ser ud til at være i Virgo Cluster. Den afstand, der er tildelt klyngen, 2 × 106 parsec, stammer fra fordelingen af nebularlysstyrker sammen med lysstyrker af stjerner i nogle af de senere spiraler og adskiller sig noget fra Harvard-estimatet på ti millioner lysår.2

Dataene i Tabellen viser en lineær korrelation mellem afstande og hastigheder, uanset om sidstnævnte bruges direkte eller korrigeres til solbevægelse ifølge de ældre løsninger. Dette antyder en ny løsning til solbevægelsen, hvor afstandene introduceres som koefficienter for K-udtrykket, dvs. e. antages hastighederne at variere direkte med afstandene, og derfor repræsenterer K hastigheden ved enhedsafstand på grund af denne effekt. Ligningerne af tilstand tager derefter formen To løsninger er blevet lavet, den ene bruger de 24 tåger hver for sig, den anden kombinerer dem i 9 grupper efter nærhed i retning og i afstand. Resultaterne er

For sådan sparsomt materiale, så dårligt fordelt, er resultaterne ret klare. Forskelle mellem de to løsninger skyldes i vid udstrækning de fire jomfru-tåger, der, da de er de fjerneste objekter og alle deler klyngens ejendommelige bevægelse, urimeligt påvirker værdien af K og dermed af V0. Der kræves nye data om fjernere objekter for at reducere effekten af en sådan ejendommelig bevægelse. I mellemtiden repræsenterer runde tal, mellem de to løsninger, den sandsynlige rækkefølge af værdierne. Lad f.eks. A = 277 °, D = + 36 ° (Gal. Lang. = 32 °, lat. = + 18 °), V0 = 280 km./sek., K = +500 km./sek. pr. million parsec. Hr. Strömberg har meget venligt kontrolleret den generelle rækkefølge af disse værdier ved hjælp af uafhængige løsninger til forskellige grupperinger af dataene.

Et konstant udtryk, der blev introduceret i ligningerne, viste sig at være lille og negativ. Dette synes at bortskaffe nødvendigheden af det gamle konstante K-udtryk.Løsninger af denne slags er udgivet af Lundmark, 3, der erstattede den gamle K med k + lr + mr2. Hans foretrukne løsning gav k = 513 i modsætning til den tidligere værdi i størrelsesordenen 700 og tilbød derfor kun lidt fordel.

Resterne for de to opløsninger angivet over gennemsnittet 150 og 110 km./sek. og skal repræsentere de gennemsnitlige ejendommelige bevægelser for henholdsvis de enkelte tåger og grupperne. For at udstille resultaterne i en grafisk form er solens bevægelse elimineret fra de observerede hastigheder, og de resterende, afstandsbetingelserne plus resterne, er tegnet mod afstandene. Kørslen af resterne er omtrent så glat, som man kan forvente, og generelt synes formen af opløsningerne at være tilstrækkelig.

De 22 tåger, for hvilke der ikke er afstande, kan behandles på to måder. For det første kan den gennemsnitlige afstand for gruppen afledt af de gennemsnitlige tilsyneladende størrelser sammenlignes med gennemsnittet af hastighederne korrigeret for solbevægelse. Resultatet, 745 km / sek. for en afstand på 1,4 × 106 parsec, falder mellem de to foregående løsninger og angiver en værdi for K på 530 i forhold til den foreslåede værdi, 500 km. / sek.

For det andet spredes de enkelte tåger kan undersøges ved at antage forholdet mellem afstande og hastigheder som tidligere bestemt. Afstande kan derefter beregnes ud fra hastighederne korrigeret for solbevægelse, og absolutte størrelser kan udledes fra de tilsyneladende størrelser. Resultaterne er angivet i tabel 2 og kan sammenlignes med fordelingen af absolutte størrelser blandt tågerne i tabel 1, hvis afstande er afledt af andre kriterier. N. G. C. 404 kan udelukkes, da den observerede hastighed er så lille, at den særlige bevægelse skal være stor sammenlignet med afstandseffekten. Objektet er ikke nødvendigvis en undtagelse, da der kan tildeles en afstand, for hvilken den ejendommelige bevægelse og den absolutte størrelse begge er inden for det tidligere bestemte interval. De to middelstørrelser, -15,3 og -15,5, intervallerne, 4,9 og 5,0 mag., Og frekvensfordelingerne er tæt ens for disse to helt uafhængige datasæt; og selv den lille forskel i gennemsnitlige størrelser kan tilskrives de valgte, meget lyse, tåger i Jomfruklyngen. Denne fuldstændig tvungne aftale understøtter gyldigheden af forholdet mellem hastighed og afstand i en meget tydelig sag. Endelig er det værd at registrere, at frekvensfordelingen af absolutte størrelser i de to kombinerede tabeller er sammenlignelig med dem, der findes i de forskellige klynger af tåger.

Resultaterne skaber en nogenlunde lineær forholdet mellem hastigheder og afstande mellem tåger, for hvilke hastigheder tidligere er blevet offentliggjort, og forholdet synes at dominere fordelingen af hastigheder. For at undersøge sagen i meget større målestok har hr. Humason på Mount Wilson indledt et program til bestemmelse af hastigheder i de fjerneste tåger, der kan observeres med tillid. Disse er naturligvis de lyseste tåger i klynger af tåger. Det første bestemte resultat, 4 v = + 3779 km./sek. for N. G. C. 7619, er helt i overensstemmelse med de nuværende konklusioner. Korrigeret for solens bevægelse er denne hastighed +3910, hvilket med K = 500 svarer til en afstand på 7,8 × 106 parsec. Da den tilsyneladende størrelse er 11,8, er den absolutte størrelse på en sådan afstand -17,65, hvilket er i den rigtige rækkefølge for de lyseste tåger i en klynge. En foreløbig afstand, afledt uafhængigt af den klynge, som denne tåge ser ud til at være medlem af, er i størrelsesordenen 7 × 106 parsec.

Nye data, der kan forventes i den nærmeste fremtid, kan ændre betydningen af den nuværende undersøgelse eller, hvis den bekræftes, vil føre til en løsning, der har mange gange vægten. Af denne grund anses det for tidligt at diskutere detaljeret de åbenlyse konsekvenser af de nuværende resultater.For eksempel, hvis solbevægelsen i forhold til klyngerne repræsenterer rotation af det galaktiske system, kunne denne bevægelse trækkes fra resultaterne for tågen, og resten repræsenterer bevægelsen af det galaktiske system i forhold til de ekstra galaktiske tåger .

Det enestående træk er imidlertid muligheden for, at forholdet mellem hastighed og afstand kan repræsentere de Sitter-effekten, og derfor kan numeriske data introduceres i diskussioner af den generelle krumning af rummet. I de Sitter-kosmologien opstår forskydninger af spektrene fra to kilder, en tilsyneladende opbremsning af atomvibrationer og en generel tendens for materialepartikler til at sprede sig. Sidstnævnte involverer en acceleration og introducerer derfor elementet i tiden. Den relative betydning af disse to effekter skal bestemme formen for forholdet mellem afstande og observerede hastigheder; og i denne forbindelse kan det understreges, at den lineære relation, der findes i denne diskussion, er en første tilnærmelse, der repræsenterer et begrænset område i afstand.