Een verband tussen afstand en radiale snelheid tussen extra-galactische nevels

Bepalingen van de beweging van de zon ten opzichte van de extra-galactische nevels hebben betrekking op een K-term van enkele honderden kilometers die variabele. Verklaringen van deze paradox zijn gezocht in een verband tussen schijnbare radiale snelheden en afstanden, maar tot dusver zijn de resultaten niet overtuigend. Dit artikel is een heronderzoek van de vraag, gebaseerd op alleen die nevelafstanden waarvan wordt aangenomen dat ze redelijk betrouwbaar zijn.

Afstanden van extra-galactische nevels zijn uiteindelijk afhankelijk van de toepassing van absolute helderheidscriteria op betrokken sterren waarvan de typen kunnen worden herkend. Deze omvatten onder meer cepheïdevariabelen, novae en blauwe sterren die betrokken zijn bij emissieneveligheid. Numerieke waarden zijn afhankelijk van het nulpunt van de periode-helderheid relatie tussen cepheïden, de andere criteria controleren alleen de volgorde van de afstanden. Deze methode is beperkt tot de weinige nevels die goed worden opgelost door bestaande instrumenten. Een studie van deze nevels, samen met die waarin überhaupt een ster kan worden herkend, geeft de waarschijnlijkheid aan van een ongeveer uniforme bovengrens voor de absolute helderheid van sterren, althans in de late-type spiralen en onregelmatige nevels, van de orde van M (fotografisch) = −6.3.1 De schijnbare helderheid van de helderste sterren in dergelijke nevels zijn dus criteria die, hoewel ze ruw zijn en voorzichtig moeten worden toegepast, redelijke schattingen geven van de afstanden van alle extragalactische systemen waarin zelfs een weinig sterren kunnen worden gedetecteerd.

Ten slotte lijken de nevels zelf van een bepaalde orde van absolute helderheid te zijn, met een bereik van vier of vijf magnitudes rond een gemiddelde waarde M (visueel) = -15.2.1 De toepassing van dit statistische gemiddelde op individuele gevallen kan zelden met voordeel worden gebruikt, maar waar aanzienlijke aantallen betrokken zijn, en vooral in de verschillende clusters van nevels, bieden de gemiddelde schijnbare lichtsterktes van de nevels zelf een betrouwbare schatting. maten van de gemiddelde afstanden.

Radiale snelheden van 46 extra-galactische nevels zijn nu beschikbaar, maar individuele afstanden worden geschat op slechts 24. Voor een andere, NGC 3521, zou waarschijnlijk een schatting kunnen worden gemaakt, maar nee foto’s zijn verkrijgbaar bij Mount Wilson. De gegevens worden gegeven in tabel 1. De eerste zeven afstanden zijn het meest betrouwbaar, behalve voor M 32, de metgezel van M 31, van uitgebreid onderzoek van vele betrokken sterren. De volgende dertien afstanden zijn, afhankelijk van het criterium van een uniforme bovengrens van de helderheid van de sterren, onderhevig aan aanzienlijke waarschijnlijke fouten, maar worden verondersteld de meest redelijke waarden te zijn die momenteel beschikbaar zijn. De laatste vier objecten lijken zich in de Virgo Cluster te bevinden. De afstand die aan de cluster is toegewezen, 2 × 106 parsecs, is afgeleid van de verdeling van nevelhelderheid, samen met de helderheid van sterren in sommige spiralen van het latere type, en wijkt enigszins af van de schatting van Harvard van tien miljoen lichtjaar. / p>

De gegevens in de tabel geven een lineaire correlatie aan tussen afstanden en snelheden, of deze laatste direct worden gebruikt of gecorrigeerd voor zonnebeweging, volgens de oudere oplossingen. Dit suggereert een nieuwe oplossing voor de zonnebeweging waarbij de afstanden worden geïntroduceerd als coëfficiënten van de K-term, i. e., de snelheden worden verondersteld direct te variëren met de afstanden, en daarom vertegenwoordigt K de snelheid op eenheidsafstand als gevolg van dit effect. De conditievergelijkingen nemen dan de vorm aan Er zijn twee oplossingen gemaakt, de ene gebruikt de 24 nevels afzonderlijk, de andere combineert ze in 9 groepen volgens de nabijheid in richting en in afstand. De resultaten zijn

Voor dergelijk karig materiaal, zo slecht verdeeld, zijn de resultaten vrij duidelijk. De verschillen tussen de twee oplossingen zijn grotendeels te wijten aan de vier Virgo-nevels, die, omdat ze de verste objecten zijn en allemaal de eigenaardige beweging van de cluster delen, de waarde van K en dus van V0 onnodig beïnvloeden. Er zijn nieuwe gegevens over verder weg gelegen objecten nodig om het effect van een dergelijke eigenaardige beweging te verminderen. Ondertussen geven ronde getallen, die tussen de twee oplossingen liggen, de waarschijnlijke volgorde van de waarden weer. Stel bijvoorbeeld dat A = 277 °, D = + 36 ° (Gal. Lang = 32 °, breedte = + 18 °), V0 = 280 km./sec., K = +500 km./sec. per miljoen parsec. De heer Strömberg heeft de algemene volgorde van deze waarden zeer vriendelijk gecontroleerd door onafhankelijke oplossingen voor verschillende groeperingen van de gegevens.

Een constante term, geïntroduceerd in de vergelijkingen, bleek klein en negatief te zijn. Dit lijkt de noodzaak van de oude constante K-term weg te nemen.Dergelijke oplossingen zijn gepubliceerd door Lundmark3, die de oude K verving door k + lr + mr2. Zijn favoriete oplossing gaf k = 513, ten opzichte van de vroegere waarde van de orde van 700, en bood dus weinig voordeel.

De residuen voor de twee oplossingen gegeven boven gemiddeld 150 en 110 km./sec. en moeten de gemiddelde eigenaardige bewegingen van respectievelijk de individuele nevels en de groepen vertegenwoordigen. Om de resultaten grafisch weer te geven is de zonnebeweging uit de waargenomen snelheden geëlimineerd en zijn de restanten, de afstandstermen plus de residuen, uitgezet tegen de afstanden. Het verloop van de residuen verloopt ongeveer zo soepel als kan worden verwacht, en over het algemeen lijkt de vorm van de oplossingen voldoende.

De 22 nevels waarvoor geen afstanden beschikbaar zijn, kunnen op twee manieren worden behandeld. Ten eerste kan de gemiddelde afstand van de groep afgeleid van de gemiddelde schijnbare magnitudes worden vergeleken met het gemiddelde van de snelheden gecorrigeerd voor zonnebeweging. Het resultaat, 745 km./sec. voor een afstand van 1,4 × 106 parsec, valt tussen de twee voorgaande oplossingen en geeft een waarde aan voor K van 530 ten opzichte van de voorgestelde waarde, 500 km./sec.

Ten tweede, de spreiding van de individuele nevels kan worden onderzocht door de relatie tussen afstanden en snelheden aan te nemen zoals eerder bepaald. Afstanden kunnen vervolgens worden berekend uit de snelheden die zijn gecorrigeerd voor zonnebeweging, en absolute magnitudes kunnen worden afgeleid uit de schijnbare magnitudes. De resultaten zijn weergegeven in tabel 2 en kunnen worden vergeleken met de verdeling van absolute magnitudes over de nevels in tabel 1, waarvan de afstanden zijn afgeleid van andere criteria. N. G. C. 404 kan worden uitgesloten, aangezien de waargenomen snelheid zo klein is dat de eigenaardige beweging groot moet zijn in vergelijking met het afstandseffect. Het object is echter niet per se een uitzondering, aangezien een afstand kan worden toegewezen waarvoor de eigenaardige beweging en de absolute grootte beide binnen het eerder bepaalde bereik liggen. De twee gemiddelde magnitudes, -15,3 en -15,5, de bereiken, 4,9 en 5,0 mag., En de frequentieverdelingen komen sterk overeen voor deze twee volledig onafhankelijke sets gegevens; en zelfs het kleine verschil in gemiddelde magnitudes kan worden toegeschreven aan de geselecteerde, zeer heldere nevels in de Virgo Cluster. Deze volledig ongedwongen overeenkomst ondersteunt de geldigheid van de snelheids-afstand relatie in een zeer duidelijke zaak. Ten slotte is het de moeite waard om vast te stellen dat de frequentieverdeling van absolute magnitudes in de twee tabellen gecombineerd vergelijkbaar is met die in de verschillende clusters van nevels.

De resultaten stellen een ruwweg lineair relatie tussen snelheden en afstanden tussen nevels waarvoor eerder snelheden zijn gepubliceerd, en de relatie lijkt de verdeling van snelheden te domineren. Om de zaak op veel grotere schaal te onderzoeken, heeft de heer Humason van Mount Wilson een programma gestart om de snelheden van de verst verwijderde nevels te bepalen die met vertrouwen kunnen worden waargenomen. Dit zijn natuurlijk de helderste nevels in clusters van nevels. Het eerste definitieve resultaat, 4 v = + 3779 km./sec. voor N. G. C. 7619, is volledig consistent met de huidige conclusies. Gecorrigeerd voor de beweging van de zon is deze snelheid +3910, wat met K = 500 overeenkomt met een afstand van 7,8 x 106 parsec. Aangezien de schijnbare magnitude 11,8 is, is de absolute magnitude op zo’n afstand −17,65, wat van de juiste orde is voor de helderste nevels in een cluster. Een voorlopige afstand, onafhankelijk afgeleid van de cluster waarvan deze nevel lid lijkt te zijn, is in de orde van 7 × 106 parsec.

Nieuwe gegevens die in de nabije toekomst te verwachten zijn, kunnen de significantie van het huidige onderzoek of, indien dit bevestigt, zal leiden tot een oplossing die vele malen zwaarder is. Om deze reden wordt het voorbarig geacht om de voor de hand liggende consequenties van de huidige resultaten in detail te bespreken.Als de zonnebeweging ten opzichte van de clusters bijvoorbeeld de rotatie van het galactische systeem vertegenwoordigt, zou deze beweging kunnen worden afgetrokken van de resultaten voor de nevels en de rest zou de beweging van het galactische systeem vertegenwoordigen ten opzichte van de extra-galactische nevels. .

Het opvallende kenmerk is echter de mogelijkheid dat de snelheid-afstandrelatie het de Sitter-effect vertegenwoordigt, en dat daarom numerieke gegevens kunnen worden geïntroduceerd in discussies over de algemene kromming van de ruimte. In de de Sitter-kosmologie komen verplaatsingen van de spectra voort uit twee bronnen, een schijnbare vertraging van atomaire trillingen en een algemene neiging van materiële deeltjes om zich te verspreiden. Dit laatste brengt een versnelling met zich mee en introduceert dus het element tijd. Het relatieve belang van deze twee effecten zou de vorm van de relatie tussen afstanden en waargenomen snelheden moeten bepalen; en in dit verband kan worden benadrukt dat de lineaire relatie die in de huidige discussie wordt gevonden een eerste benadering is die een beperkt bereik in afstand weergeeft.