新星的仙女座星云

一个不幸的误认阻碍了早期识别附近北方天空的明亮星系,仙女座星云,也被称为M31。1885年一颗明亮的星星,以前看不见的,附近出现M31的中心,成为几乎足够明亮,没有望远镜。再慢慢褪色,天文学家认为这一定是新星,“新星”,类似于临时恒星的类经常发现相对稠密的地区的银河系。如果这是这样,有人认为,那么其非凡的亮度必须表明M31不能非常遥远,当然不是本地系统外的恒星。指定的年代仙女座符合术语的模式应用到恒星的亮度变化,这个所谓的新星是一个有力的论点赞成的假设附近的星云是银河系中的对象。

到1910年,然而,有证据显示,年代仙女座可能是错误的。深M31的照片被拍摄威尔逊山天文台新近建成的152厘米(60英寸)的望远镜,天文台的天文学家,尤其是J.C.邓肯和乔治·w·Ritchey,发现模糊对象,只是解决了最长的曝光,这也似乎像新星。然而,这些对象是大约10000倍微弱仙女座。如果他们都是普通的新星,那么必须数百万光年M31,然后仙女座成为了一个困难的问题的本质。在这个巨大的总光度距离必须immense-an令人费解的输出能源一个明星。

完成254厘米(100英寸)望远镜威尔逊山上1917年导致了一个新的对象的一系列照片,捕捉到更加微弱。更多的新星被发现在M31,主要由弥尔顿l·Humason当时助理埃德温·p·哈勃,一个真正杰出的天文学家。这些恒星的哈勃望远镜最终研究了63,他的发现证明是一个最终解决争议的(见下文仙女座星云的距离)。

的规模银河系

同时,螺旋星云被研究和争论,银河系的主题有争议的讨论。在20世纪早期,大多数天文学家相信银河系是一片圆盘状的恒星系统太阳附近的中心和边缘沿厚轴只有大约15000光年。这一观点是基于统计证据涉及明星计数和各种宇宙objects-open的空间分布星团,变星、二元系统和云的星际气体。所有这些对象似乎瘦了几千光年的距离。

这概念银河系的挑战沙普利1917年,当他发布了他的研究结果球状星团。他发现,这些球对称群密集的恒星,相比更接近开放的集群不寻常的分布。在已知的开放集群都集中在银河系的亮带,球状星团是大部分缺席这些领域除了的大致方向星座射手座,有一个微弱的球状星团的浓度。沙普利的阴谋空间这些恒星分组分配澄清这种奇特的事实:的中心球状星团云系统巨大的近球形的clusters-lies方向,距离太阳约30000光年。沙普利认为,该中心还必须银河系的中心。球状星团,他认为,形成一个巨大的骨架在银河系的磁盘,因此该系统是非常比我们以前认为的,其总程度测量近100000光年。

沙普利成功地使第一个可靠的确定银河系的大小很大程度上利用造父和RR天琴座的明星距离指标。他的方法是基于P-L关系由莱维特和假设发现所有这些变量具有相同的P-L关系。在他看来,这种假设很可能真实的RR天琴座的明星,因为这种类型的所有变量在任何给定的球状星团表观亮度相同。如果所有的RR天琴座的变量有相同的内在亮度,然后接下去表观亮度的差异必须是由于不同距离地球的距离。开发过程的最后一步确定变量的距离来计算少数这样的恒星的距离,以便校准由一个独立的方法。沙普利不能利用三角视差方法,因为没有足够近距离直接测量的变量。但是,他求助于技术设计的丹麦天文学家Ejnar Hertzsprung可以确定某些附近的场变量(即距离。,those not associated with any particular cluster) by using measurements of their适当的运动和径向太阳的速度。准确的测量变量的适当的运动根据长期的观察,与太阳的径向速度可以很快确定光谱方法。因此,主张自己的数据和采用Hertzsprung这个身体的方法,沙普利能够获得在太阳附近的造父变星的距离范围。

沙普利零点造父变星的距离尺度适用于他所研究的球状星团(60英寸)152 -厘米望远镜山威尔逊。这些集群包含RR天琴座的变量,和对这些夏普利可以计算距离直截了当的从P-L关系的方式。对于其他球状星团距离他决定,使用亮度之间的关系,他发现的RR天琴座的明星和最亮的红色恒星的亮度。还有一些他利用明显的直径,他发现已知距离的相对统一的集群。最终结果是一个目录的69个球状星团距离,从银河系的夏普利推断他的革命模式Galaxy-one,不仅大大扩展的极限也取代了太阳的星系系统,但从其中心位置接近它的边缘。

沙普利的工作引起了天文学家问自己一些问题:如何现有的恒星数据是错了吗?为什么他们不能看到一些在射手座,该星系中心30000光年?恒星计数方法的不正确的原因直到1930年才得知,当利克天文台天文学家罗伯特·j . Trumpler,而研究疏散星团,发现星际尘埃渗透到银河系的平面和模糊对象只有几千光年之外。这个尘埃因此呈现系统看不见的光,使它的中心出现球状星团和银河系的螺旋星云避免乐队。

沙普利相信的巨大规模的本地银河系统帮助把他在错误的一边的争论其他星系。他认为,如果银河系是如此巨大,那么螺旋星云必须撒谎。他的信念增强了两条线的证据。其中一个已经提到了新星年代仙女座是如此明亮,表明仙女座星云肯定是只有几百光年。第二是因为一个非常奇怪的错误由威尔逊山天文台沙普利的一位同事,必须做范玛伦艾德里安。

必须做范玛伦的旋转

在20世纪早期,最重要的分支之一天文学天体测量学,恒星的位置和运动的精确测量。范Maanen是该领域的权威专家之一。恒星位置的他的大部分决定都是准确的,经受住了时间的考验,但他犯了一个严重的,仍然知之甚少的错误当他追赶一个问题切向他的主要利益。在一系列的论文发表在1920年代早期,范Maanen报告他的发现和测量旋转的螺旋星云。由他人使用早期板块在152厘米(60英寸)威尔逊山望远镜以及最近的10年后,van Maanen测量的位置几个knotlike,近的图像的旋臂的一些已知最大的螺旋星云(例如,M33, M101和M51)。比较,他发现明显的变化表明一个旋转的螺旋模式的背景下,围绕恒星。在每种情况下,发生旋转,旋臂之路。旋转都是大约100000年的时间。角运动大约每年0.02弧秒。

必须做范玛伦沙普利抓住了结果表明螺旋必须附近;否则,他们的真实空间旋转速度会不可能很大。例如,如果M51的旋转速度明显每年0.02弧秒,它真正的速度将是巨大的,如果它是一个遥远的星系。假设10000000光年的距离会导致一个令人难以置信的大旋转速度为12000公里/秒,沙普利认为,如果一个更合理的速度是adopted-say, 100公里/ sec-then都小于100000光年的距离,这将使所有的螺旋在银河系内。

目前还不清楚为什么这样一个至关重要的测量错误。范Maanen重复同样的答案即使获得的措施和哈勃证实了真相的距离螺旋。然而,随后的工人,使用相同的盘子,没有找到任何旋转。在各种假设那科学历史学家提出了一个解释的错误是两个特别合理的想法:(1)可能这样一个事实:螺旋星云看起来它们旋转(即。他们像熟悉的旋转模式,在本质上是可感知的)可能影响观察者下意识地,这微妙的影响体现在正在进行可能的测量,或(2)第一组板问题。许多这样的盘子已经被Ritchey以非传统的方式,他把板持有人的领域时图像的质量被暂时贫穷,因为大气湍流。由此产生的板块出现优秀,只暴露在非常好看到;然而,根据一些解释,图片有轻微的不对称,导致一颗很小的位移图像与nonstellar图像。这样的一个错误可能看起来像旋转如果不能识别它真的是什么。在任何情况下,必须做范玛伦的旋转是许多天文学家所接受,包括Shapley和暂时搁置进展认识到真相的星系。

Shapley-Curtis辩论

星系的性质和规模宇宙伟大的辩论的话题,一个公共计划安排在1920年国家科学院在史密森学会在华盛顿特区的特色被美妙上述会谈希柯蒂斯被公认为发言人的性质相反的看法螺旋星云和银河系。这种所谓的辩论常常被认为是一个革命性的新概念的例证同化通过科学。有时辩论相比,几个世纪前,在地球的运动(哥白尼革命);然而,尽管作为一个焦点争论地球的运动可用于定义现代争议,Shapley-Curtis辩论实际上更复杂。

仔细阅读相关的文件表明,在宇宙的规模这一更广泛的主题,两人都犯同样错误结论但reasons-namely,无法接受和理解非常大规模的东西。沙普利正确主张的基础上一个巨大的银河系P-L关系和球状集群柯蒂斯,而错误地拒绝这些线的证据,主张小星系系统。给定一个银河系的系统规模有限,柯蒂斯可以主张,考虑合理的螺旋星云的银河系外的性质。沙普利,另一方面,错误地拒绝了螺旋的岛宇宙理论(即。,the hypothesis that there existed comparable galaxies beyond the boundaries of the Milky Way Galaxy) because he felt that such objects would surely be engulfed by the local galactic system. Furthermore, he put aside the apparent faint novae in M31, preferring to interpret S Andromeda as an ordinary nova, for otherwise that object would have been unbelievably luminous. Unfortunately for him, such phenomena—called超新星——事实上是存在的,就像几年后实现的。柯蒂斯愿意承认可能有两类新星,然而,因为他认为银河系是小,他低估了他们之间的分歧。必须做范玛伦的旋转也进入美妙的论点:如果螺旋星云旋转太快,他们必须在银河系内他的构想。柯蒂斯,然而,提供更少的问题:即使螺旋星云旋转迅速声称,柯蒂斯的宇宙的小规模允许他们有身体上合理的速度。

Shapley-Curtis辩论发生在同一个星系宇宙的时代的结束。在短短几年里,科学世界确信夏普利大规模的银河系是正确的,同时柯蒂斯的判断是正确的,螺旋星云的本质。这些物体事实上谎言即使夏普利巨大的银河系外,他们距离范围远远超出了1920年似乎太过巨大的许多天文学家理解。