En sammenheng mellom avstand og radiell hastighet blant ekstra-galaktiske tåker

Bestemmelser av solens bevegelse i forhold til de ekstra-galaktiske tåker har involvert en K-term på flere hundre kilometer som ser ut til å være variabel. Det er søkt etter forklaringer på dette paradokset i en sammenheng mellom tilsynelatende radiale hastigheter og avstander, men hittil har ikke resultatene vært overbevisende. Denne artikkelen er en ny undersøkelse av spørsmålet, basert på bare de nebulære avstandene som antas å være ganske pålitelige.

Avstander av ekstra-galaktiske tåker avhenger til slutt av anvendelsen av kriterier for absolutt lysstyrke på involverte stjerner hvis typer kan gjenkjennes. Disse inkluderer blant annet Cepheid-variabler, novaer og blå stjerner involvert i utslippsnebuløsitet. Numeriske verdier avhenger av nullpunktet i perioden-lysstyrke-forholdet mellom Cepheids, de andre kriteriene sjekker bare rekkefølgen på avstandene. Denne metoden er begrenset til de få tåker som løses godt av eksisterende instrumenter. En undersøkelse av disse tåken, sammen med de hvor noen stjerner i det hele tatt kan gjenkjennes, indikerer sannsynligheten for en omtrent jevn øvre grense for den absolutte lysstyrken til stjerner, i sen spiralformer og i det minste uregelmessige tåker i størrelsesorden av M (fotografisk) = −6.3.1 Den tilsynelatende lysstyrken til de lyseste stjernene i slike tåker er således kriterier som, selv om de er grove og skal brukes med forsiktighet, gir rimelige beregninger av avstandene til alle ekstra-galaktiske systemer der til og med en få stjerner kan oppdages.

Til slutt ser tåken ut til å være i en bestemt rekkefølge av absolutt lysstyrke, og viser et område på fire eller fem størrelser med en gjennomsnittsverdi M (visuell) = −15.2.1 Anvendelsen av dette statistiske gjennomsnittet på enkelttilfeller kan sjelden brukes med fordel, men der det er betydelige mengder involvert, og spesielt i de forskjellige klyngene av tåker, betyr middel tilsynelatende lysstyrker av tåken selv pålitelige estimater. parer av middelavstandene.

Radiale hastigheter på 46 ekstra-galaktiske tåker er nå tilgjengelige, men individuelle avstander er estimert til bare 24. For en annen, NGC 3521, kan det antagelig bli gjort et estimat, men ingen fotografier er tilgjengelige på Mount Wilson. Dataene er gitt i tabell 1. De første syv avstandene er de mest pålitelige, avhengig av M 32, følgesvenn av M 31, etter omfattende undersøkelser av mange involverte stjerner. De neste tretten avstandene, avhengig av kriteriet om en jevn øvre grense for stjernelysstyrke, er utsatt for betydelige sannsynlige feil, men antas å være de mest rimelige verdiene for tiden tilgjengelig. De fire siste objektene ser ut til å være i Virgo Cluster. Avstanden som er tildelt klyngen, 2 × 106 parsec, er avledet fra fordelingen av nebuløse lysstyrker, sammen med lysstyrken til stjerner i noen av de senere spiralformene, og skiller seg noe fra Harvard-estimatet på ti millioner lysår.2

Dataene i Tabellen indikerer en lineær korrelasjon mellom avstander og hastigheter, enten de brukes direkte eller korrigeres for solbevegelse, i henhold til de eldre løsningene. Dette antyder en ny løsning for solbevegelsen der avstandene introduseres som koeffisienter for K-begrepet, dvs. hastigheter antas å variere direkte med avstandene, og derfor representerer K hastigheten på enhetsavstand på grunn av denne effekten. Tilstandsligningene tar deretter formen To løsninger er laget, den ene bruker 24 tåker hver for seg, den andre kombinerer dem i 9 grupper i henhold til nærhet i retning og i avstand. Resultatene er

For så lite materiale, så dårlig distribuert, er resultatene ganske klare. Forskjellene mellom de to løsningene skyldes i stor grad de fire jomfru-tåkene, som, som de fjerneste objektene, og som alle deler den spesielle bevegelsen til klyngen, påvirker verdien i K og dermed V0 i urimelig grad. Nye data om fjernere gjenstander vil være nødvendig for å redusere effekten av en så spesiell bevegelse. I mellomtiden vil runde tall, mellom de to løsningene, representere den sannsynlige rekkefølgen på verdiene. La for eksempel A = 277 °, D = + 36 ° (Gal. Lang. = 32 °, lat. = + 18 °), V0 = 280 km./sek., K = +500 km./sek. per million parsec. Strömberg har veldig vennlig kontrollert den generelle rekkefølgen av disse verdiene ved uavhengige løsninger for forskjellige grupperinger av dataene.

En konstant betegnelse, introdusert i ligningene, ble funnet å være liten og negativ. Dette ser ut til å avhende nødvendigheten av det gamle konstante K-begrepet.Løsninger av denne typen er publisert av Lundmark, 3 som erstattet den gamle K med k + lr + mr2. Hans favoriserte løsning ga k = 513, i motsetning til den tidligere verdien i størrelsesorden 700, og ga derfor liten fordel.

Restene for de to løsningene gitt over gjennomsnittet 150 og 110 km./sek. og skal representere de gjennomsnittlige særegne bevegelsene til henholdsvis de enkelte tåker og gruppene. For å vise resultatene i en grafisk form, er solbevegelsen eliminert fra de observerte hastighetene og restene, avstandsbetingelsene pluss restene, er tegnet opp mot avstandene. Kjøringen av restene er omtrent så jevn som man kan forvente, og generelt ser formen på løsningene ut til å være tilstrekkelig.

De 22 tåken der det ikke er avstander tilgjengelig, kan behandles på to måter. For det første kan den gjennomsnittlige avstanden til gruppen avledet fra den gjennomsnittlige tilsynelatende størrelsen sammenlignes med gjennomsnittet av hastighetene korrigert for solbevegelse. Resultatet, 745 km / sek. for en avstand på 1,4 × 106 parsec, faller mellom de to forrige løsningene og indikerer en verdi for K på 530 mot den foreslåtte verdien, 500 km. / sek.

For det andre spredningen av de enkelte tåker kan undersøkes ved å anta forholdet mellom avstander og hastigheter som tidligere bestemt. Avstander kan deretter beregnes fra hastighetene korrigert for solbevegelse, og absolutte størrelser kan avledes fra de tilsynelatende størrelsene. Resultatene er gitt i tabell 2 og kan sammenlignes med fordelingen av absolutte størrelser blant tåken i tabell 1, hvis avstander er avledet fra andre kriterier. N. G. C. 404 kan ekskluderes, siden den observerte hastigheten er så liten at den særegne bevegelsen må være stor sammenlignet med avstandseffekten. Objektet er ikke nødvendigvis et unntak, siden det kan tildeles en avstand der den spesielle bevegelsen og den absolutte størrelsen begge er innenfor det tidligere bestemte området. De to middelstørrelsene, -15,3 og -15,5, områdene, 4,9 og 5,0 mag., Og frekvensfordelingene er nær like for disse to helt uavhengige datasettene; og til og med den lille forskjellen i gjennomsnittlig størrelse kan tilskrives de utvalgte, veldig lyse, tåken i Jomfruklyngen. Denne helt uforpliktede avtalen støtter gyldigheten av forholdet mellom hastighet og avstand i en veldig tydelig sak. Til slutt er det verdt å registrere at frekvensfordelingen av absolutte størrelser i de to tabellene til sammen er sammenlignbar med de som finnes i de forskjellige klyngene av tåker.

Resultatene etablerer en omtrent lineær forholdet mellom hastigheter og avstander mellom tåker hvor hastigheter tidligere er publisert, og forholdet ser ut til å dominere fordelingen av hastigheter. For å undersøke saken i mye større målestokk har Mr. Humason på Mount Wilson igangsatt et program for å bestemme hastigheter for de fjerneste tåker som kan observeres med tillit. Disse er naturlig nok de lyseste tåken i klynger av tåker. Det første bestemte resultatet, 4 v = + 3779 km / sek. for N. G. C. 7619, er helt i samsvar med de nåværende konklusjonene. Korrigert for solbevegelsen er denne hastigheten +3910, som med K = 500 tilsvarer en avstand på 7,8 × 106 parsec. Siden den tilsynelatende størrelsen er 11,8, er den absolutte størrelsen på en slik avstand −17,65, som er i riktig rekkefølge for de lyseste tåken i en klynge. En foreløpig avstand, avledet uavhengig av klyngen som denne tåken ser ut til å være et medlem av, er i størrelsesorden 7 × 106 parsec.

Nye data som kan forventes i nær fremtid kan endre betydningen av den nåværende undersøkelsen, eller, hvis den er bekreftende, vil føre til en løsning som har mange ganger vekten. Av denne grunn anses det for tidlig å diskutere i detalj de åpenbare konsekvensene av de nåværende resultatene.For eksempel, hvis solbevegelsen i forhold til klyngene representerer rotasjonen til det galaktiske systemet, kan denne bevegelsen trekkes fra resultatene for tåken, og resten vil representere bevegelsen til det galaktiske systemet i forhold til de ekstra galaktiske tåken. .

Det enestående trekk er imidlertid muligheten for at hastighets-avstandsforholdet kan representere de Sitter-effekten, og dermed at numeriske data kan innføres i diskusjoner om den generelle krumningen i rommet. I de Sitter-kosmologien oppstår forskyvninger av spektrene fra to kilder, en tilsynelatende bremsing av atomvibrasjoner og en generell tendens for materialpartikler til å spre seg. Sistnevnte innebærer en akselerasjon og introduserer dermed elementets tid. Den relative betydningen av disse to effektene bør bestemme formen på forholdet mellom avstander og observerte hastigheter; og i denne forbindelse kan det understrekes at den lineære relasjonen som finnes i den foreliggende diskusjon er en første tilnærming som representerer et begrenset område i avstand.