#69: Gustaf Strömberg, Bertil Lindblad och den asymmetriska driften

Av Per Olof Lindblad

Gustaf Strömberg (1882-1962) var amanuens vid Stockholms Observatorium 1906-1913. Efter disputation 1916 for han till USA på stipendium och fick året därpå tjänst vid Mount Wilson-observatoriet där han stannade fram till sin pensionering 1956.

Gustaf Strömberg. Foto: Mount Wilson.

Strömberg studerade stjärnornas rörelser i rymden, baserat på ett digert material av egenrörelser, radialhastigheter och avstånd för stjärnor i solens omgivning. Han indelade stjärnorna i naturliga grupper och studerade gruppernas medelhastigheter samt spridningen inom gruppen. Resultaten, som haft stor betydelse för vår kunskap om Vintergatan och dess rotation, publicerades 1924 i Astrophysical Journal, där de sammanfattades i nedanstående figur. Hastigheterna ges här i km/s, projicerade på Vintergatans plan.  Notera att figuren inte är ett positionsdiagram utan anger hastigheternas storlek och riktning relativt solen. Nollpunkten (uppe till höger) är solens hastighet. Grupperna är angivna med romerska siffror, deras medelhastigheter markerade och spridningen kring medelvärdet angivet med mer eller mindre avlånga ellipser.

Rörelsemönster för olika klasser av stjärnor: III: stjärnor av spektralklass B; IV: stjärnor av spektralklass A; VI: stjärnor av spektralklass F, G, K, M; VIII: långperiodiska variabla stjärnor av spektralklass Me; IX: kortperiodiska variabla stjärnor; X: höghastighetsstjärnor; XI: klotformiga stjärnhopar.
Figuren från Gustaf Strömberg, “The Asymmetry in Stellar Motions and the Existence of a Velocity-Restriction in Space”, Astrophysical Journal, vol. 59, 1924, s. 228.

Man ser en drift av medelhastigheterna på upp till flera hundra km/s i en viss riktning i Vintergatan och samtidigt en ökande hastighetsspridning. I motsatt riktning, från solen räknat, uppnås strax en gräns bortom vilken antalet stjärnor är försvinnande litet.

Innebörden av detta diagram sökte Uppsaladocenten Bertil Lindblad tolka. Som Strömberg påpekat tydde de höga hastigheterna på att stjärnorna ingår i ett Vintergatssystem betydligt större än det den holländske astronomen Jacobus Kapteyn framkastat. Strömberg anmärker också att riktningen för den asymmetriska driften är vinkelrät mot riktningen till centrum av de klotformiga stjärnhoparnas fördelning i rummet sådan den bestämts av Harvard-astronomen Harlow Shapley.

Bertil Lindblad. Foto: ESA.

Lindblad utgår nu från att stjärnorna i solens närhet går i banor runt ett avlägset massivt centrum. En del av dessa banor kan då vara nära cirkulära och andra mer eller mindre elliptiska. Om stjärnorna i elliptiska banor befinner sig på sitt största avstånd från centrum (apocentrum), är hastigheten i banan mindre än den cirkulära hastigheten och stjärnorna härrör från de inre delarna av systemet. Om de å andra sidan befinner sig på sitt minsta av stånd från centrum (pericentrum) är hastigheten större än den cirkulära och stjärnorna hör hemma i de yttre delarna av systemet. Om hastigheten är tillräckligt stor (över flykthastigheten), lämnar stjärnan systemet helt, och sådana banor blir försvinnande fåtaliga.

Lindblad antar nu att solen tillsammans med A- och B-stjärnorna rör sig i nära cirkulära banor. När vi flyttar oss längre ned i diagrammet, blir banorna mer och mer excentriska med apocentrumhastigheter mindre än de cirkulära ända tills vi når de klotformiga stjärnhoparna och höghastighetsstjärnorna, där Lindblad antar att medelhastigheten i apocentrum är nära noll och nästan lika många hopar går motsols runt centrum som medsols. Riktningen till centrum måste då vara vinkelrät mot riktningen för den asymmetriska driften, vilket visar sig stämma väl överens med Shapleys resultat. Av Strömbergs diagram ser vi då att den cirkulära hastigheten blir av storleksordningen 300 km/s. Med Shapleys värde på avståndet till centrum för systemet, härleder Lindblad Vintergatssystemets totala massa till 180 miljarder solmassor.

Lämna ett svar

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *