Eine Beziehung zwischen Entfernung und Radialgeschwindigkeit zwischen extra-galaktischen Nebeln

Die Bestimmung der Bewegung der Sonne in Bezug auf die extra-galaktischen Nebel hat einen K-Term von mehreren hundert Kilometern mit sich gebracht, der zu sein scheint Variable. Erklärungen für dieses Paradoxon wurden in einer Korrelation zwischen scheinbaren Radialgeschwindigkeiten und Abständen gesucht, aber bisher waren die Ergebnisse nicht überzeugend. Die vorliegende Arbeit ist eine erneute Untersuchung der Frage, die nur auf den Nebelabständen basiert, von denen angenommen wird, dass sie ziemlich zuverlässig sind.

Abstände von extragalaktischen Nebeln hängen letztendlich von der Anwendung der Kriterien für die absolute Leuchtkraft auf ab beteiligte Sterne, deren Typen erkannt werden können. Dazu gehören unter anderem Cepheid-Variablen, Novae und blaue Sterne, die am Emissionsnebel beteiligt sind. Numerische Werte hängen vom Nullpunkt der Perioden-Leuchtkraft-Beziehung zwischen Cepheiden ab, die anderen Kriterien überprüfen lediglich die Reihenfolge der Abstände. Diese Methode ist auf die wenigen Nebel beschränkt, die mit vorhandenen Instrumenten gut aufgelöst werden. Eine Untersuchung dieser Nebel, zusammen mit jenen, in denen überhaupt Sterne erkannt werden können, zeigt die Wahrscheinlichkeit einer annähernd gleichmäßigen Obergrenze für die absolute Leuchtkraft von Sternen, zumindest in Spiralen vom späten Typ und unregelmäßigen Nebeln der Ordnung von M (fotografisch) = −6.3.1 Die scheinbaren Leuchtdichten der hellsten Sterne in solchen Nebeln sind somit Kriterien, die, obwohl grob und mit Vorsicht anzuwenden, vernünftige Schätzungen der Abstände aller außergalaktischen Systeme liefern, in denen sogar a Es können nur wenige Sterne nachgewiesen werden.

Schließlich scheinen die Nebel selbst eine bestimmte Größenordnung der absoluten Leuchtkraft zu haben und weisen einen Bereich von vier oder fünf Größen um einen Durchschnittswert M (visuell) = –15,2,1 auf Die Anwendung dieses statistischen Durchschnitts auf Einzelfälle kann selten vorteilhaft genutzt werden, aber wenn eine beträchtliche Anzahl beteiligt ist, und insbesondere in den verschiedenen Nebelhaufen, bieten die mittleren scheinbaren Leuchtdichten der Nebel selbst zuverlässige Schätzungen Partner der mittleren Abstände.

Radialgeschwindigkeiten von 46 extra-galaktischen Nebeln sind jetzt verfügbar, aber einzelne Abstände werden nur für 24 geschätzt. Für einen anderen, NGC 3521, könnte wahrscheinlich eine Schätzung vorgenommen werden, aber nein Fotos sind am Mount Wilson erhältlich. Die Daten sind in Tabelle 1 angegeben. Die ersten sieben Entfernungen sind die zuverlässigsten, abhängig von M 32, dem Begleiter von M 31, nach umfangreichen Untersuchungen vieler beteiligter Sterne. Die nächsten dreizehn Entfernungen unterliegen abhängig vom Kriterium einer einheitlichen Obergrenze der Sternhelligkeit erheblichen wahrscheinlichen Fehlern, werden jedoch als die derzeit vernünftigsten verfügbaren Werte angesehen. Die letzten vier Objekte scheinen sich im Virgo-Cluster zu befinden. Der dem Cluster zugewiesene Abstand von 2 × 106 Parsec ergibt sich aus der Verteilung der Leuchtkraft des Nebels zusammen mit der Leuchtkraft der Sterne in einigen Spiralen des späteren Typs und unterscheidet sich etwas von der Harvard-Schätzung von zehn Millionen Lichtjahren.2

Die Daten in der Die Tabelle zeigt eine lineare Korrelation zwischen Abständen und Geschwindigkeiten, unabhängig davon, ob letztere direkt verwendet oder um die Sonnenbewegung korrigiert werden, gemäß den älteren Lösungen. Dies legt eine neue Lösung für die Sonnenbewegung nahe, bei der die Abstände als Koeffizienten des K-Terms eingeführt werden, d.h. es wird angenommen, dass die Geschwindigkeiten direkt mit den Abständen variieren, und daher repräsentiert K die Geschwindigkeit bei Einheitsentfernung aufgrund dieses Effekts. Die Bedingungsgleichungen haben dann die Form Es wurden zwei Lösungen erstellt, von denen eine die 24 Nebel einzeln verwendet und die andere je nach Nähe in Richtung und Entfernung in 9 Gruppen kombiniert. Die Ergebnisse sind

Für solch spärliches Material, das so schlecht verteilt ist, sind die Ergebnisse ziemlich eindeutig. Unterschiede zwischen den beiden Lösungen sind größtenteils auf die vier Jungfrau-Nebel zurückzuführen, die als am weitesten entfernte Objekte und alle die eigentümliche Bewegung des Clusters teilen und den Wert von K und damit von V0 übermäßig beeinflussen. Neue Daten zu weiter entfernten Objekten sind erforderlich, um den Effekt einer solchen besonderen Bewegung zu verringern. In der Zwischenzeit repräsentieren runde Zahlen zwischen den beiden Lösungen die wahrscheinliche Reihenfolge der Werte. Zum Beispiel sei A = 277 °, D = + 36 ° (Gal. Lang. = 32 °, Lat. = + 18 °), V0 = 280 km / s, K = + 500 km / s. pro Million Parsec. Herr Strömberg hat die allgemeine Reihenfolge dieser Werte freundlicherweise durch unabhängige Lösungen für verschiedene Gruppierungen der Daten überprüft.

Ein in die Gleichungen eingeführter konstanter Term wurde als klein und negativ befunden. Dies scheint die Notwendigkeit für den alten konstanten K-Term zu beseitigen.Lösungen dieser Art wurden von Lundmark 3 veröffentlicht, der das alte K durch k + lr + mr2 ersetzte. Seine bevorzugte Lösung ergab k = 513 gegenüber dem früheren Wert in der Größenordnung von 700 und bot daher wenig Vorteil.

Die Residuen für die beiden angegebenen Lösungen liegen im Durchschnitt bei 150 und 110 km / s. und sollte die durchschnittlichen besonderen Bewegungen der einzelnen Nebel bzw. der Gruppen darstellen. Um die Ergebnisse in grafischer Form darzustellen, wurde die Sonnenbewegung aus den beobachteten Geschwindigkeiten eliminiert und die Reste, die Entfernungsterme plus die Residuen, gegen die Entfernungen aufgetragen. Der Lauf der Residuen ist ungefähr so glatt wie erwartet, und im Allgemeinen scheint die Form der Lösungen angemessen zu sein.

Die 22 Nebel, für die keine Abstände verfügbar sind, können auf zwei Arten behandelt werden. Zunächst kann der aus den mittleren scheinbaren Größen abgeleitete mittlere Abstand der Gruppe mit dem Mittelwert der für die Sonnenbewegung korrigierten Geschwindigkeiten verglichen werden. Das Ergebnis sind 745 km / s. für einen Abstand von 1,4 × 106 Parsec fällt zwischen die beiden vorherigen Lösungen und zeigt einen Wert für K von 530 gegenüber dem vorgeschlagenen Wert von 500 km / s an. Zweitens die Streuung der einzelnen Nebel kann untersucht werden, indem die Beziehung zwischen Abständen und Geschwindigkeiten wie zuvor bestimmt angenommen wird. Aus den für die Sonnenbewegung korrigierten Geschwindigkeiten können dann Entfernungen berechnet und aus den scheinbaren Größen absolute Größen abgeleitet werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben und können mit der Verteilung der absoluten Größen unter den Nebeln in Tabelle 1 verglichen werden, deren Abstände von anderen Kriterien abgeleitet sind. N. G. C. 404 kann ausgeschlossen werden, da die beobachtete Geschwindigkeit so klein ist, dass die eigentümliche Bewegung im Vergleich zum Abstandseffekt groß sein muss. Das Objekt ist jedoch nicht unbedingt eine Ausnahme, da eine Entfernung zugewiesen werden kann, für die sowohl die eigentümliche Bewegung als auch die absolute Größe innerhalb des zuvor bestimmten Bereichs liegen. Die beiden mittleren Größen –15,3 und –15,5, die Bereiche 4,9 und 5,0 mag. Und die Häufigkeitsverteilungen sind für diese beiden völlig unabhängigen Datensätze sehr ähnlich. und selbst der geringfügige Unterschied in den mittleren Größen kann den ausgewählten, sehr hellen Nebeln im Virgo-Cluster zugeschrieben werden. Diese völlig ungezwungene Vereinbarung unterstützt die Gültigkeit der Geschwindigkeits-Distanz-Beziehung in einer sehr offensichtlichen Angelegenheit. Schließlich ist festzuhalten, dass die Häufigkeitsverteilung der absoluten Größen in den beiden kombinierten Tabellen mit denen in den verschiedenen Nebelclustern vergleichbar ist.

Die Ergebnisse ergeben eine ungefähr lineare Beziehung zwischen Geschwindigkeiten und Abständen zwischen Nebeln, für die zuvor Geschwindigkeiten veröffentlicht wurden, und die Beziehung scheint die Verteilung der Geschwindigkeiten zu dominieren. Um die Angelegenheit in einem viel größeren Maßstab zu untersuchen, hat Herr Humason am Mount Wilson ein Programm zur Bestimmung der Geschwindigkeiten der entferntesten Nebel initiiert, die mit Sicherheit beobachtet werden können. Dies sind natürlich die hellsten Nebel in Nebelhaufen. Das erste definitive Ergebnis ist 4 v = + 3779 km / s. für N. G. C. 7619 stimmt durchaus mit den vorliegenden Schlussfolgerungen überein. Korrigiert für die Sonnenbewegung beträgt diese Geschwindigkeit +3910, was bei K = 500 einem Abstand von 7,8 × 106 Parsec entspricht. Da die scheinbare Größe 11,8 beträgt, beträgt die absolute Größe in einem solchen Abstand –17,65, was für die hellsten Nebel in einem Cluster in der richtigen Größenordnung liegt. Ein vorläufiger Abstand, der unabhängig von dem Cluster abgeleitet wird, zu dem dieser Nebel zu gehören scheint, liegt in der Größenordnung von 7 × 10 6 Parsec.

Neue Daten, die in naher Zukunft zu erwarten sind, können die Bedeutung von ändern Die vorliegende Untersuchung oder, falls dies bestätigt wird, wird zu einer Lösung führen, die ein Vielfaches des Gewichts aufweist. Aus diesem Grund wird es für verfrüht gehalten, die offensichtlichen Konsequenzen der vorliegenden Ergebnisse ausführlich zu erörtern.Wenn beispielsweise die Sonnenbewegung in Bezug auf die Cluster die Rotation des galaktischen Systems darstellt, könnte diese Bewegung von den Ergebnissen für die Nebel abgezogen werden, und der Rest würde die Bewegung des galaktischen Systems in Bezug auf die extra-galaktischen Nebel darstellen

Das herausragende Merkmal ist jedoch die Möglichkeit, dass die Geschwindigkeits-Distanz-Beziehung den De-Sitter-Effekt darstellt und daher numerische Daten in Diskussionen über die allgemeine Krümmung des Raums eingeführt werden können. In der De-Sitter-Kosmologie entstehen Verschiebungen der Spektren aus zwei Quellen, einer offensichtlichen Verlangsamung der Atomschwingungen und einer allgemeinen Neigung der Materialteilchen zur Streuung. Letzteres beinhaltet eine Beschleunigung und führt somit das Zeitelement ein. Die relative Bedeutung dieser beiden Effekte sollte die Form der Beziehung zwischen Abständen und beobachteten Geschwindigkeiten bestimmen. und in diesem Zusammenhang kann betont werden, dass die in der vorliegenden Diskussion gefundene lineare Beziehung eine erste Annäherung ist, die einen begrenzten Entfernungsbereich darstellt