#90: Hugo von Zeipel, citeringsstatistik och roterande stjärnor

Av Dan Kiselman

Av de människor som var verksamma i astronomisverige för 100 år sedan har några gjort avtryck i historien. De har gjort det i egenskap av forskare, lärare, organisatörer, författare eller helt enkelt som kändisar. Vi har mött dem i denna blogg och taggfältet här bredvid framhäver deras namn.

Men hur är det med den direkta relevansen för dagens forskning? Vad händer om vi tillämpar den för närvarande vanliga måttstocken på vetenskapligt inflytande och forskningsframgångar: citeringsstatistik? Det innebär att man för varje vetenskaplig artikel räknar hur många gånger andra artiklar citerar den. Moderna bibliografiska databaser gör denna statistik lättåtkomlig. På så vis identifieras de publikationer som kan anses mest inflytelserika och forskare får ett kvantitativt värde att skryta med i diskussioner om vem som är störst, bäst och vackrast. I varje fall störst. Rättvisan i detta kan sannerligen diskuteras. Olika forskningsfält har olika många utövare och skiljer sig i aktivitetsnivå och publiceringskultur. Ändå ges citeringsstatistik ibland stor betydelse vid tilldelningar av forskningsbidrag och anställningar vid universitet.

Hugo von Zeipel. Foto: Uppsala universitetsbibliotek.

Om vi nu tillämpar detta verktyg på gångna tiders astronomiska forskare blir vi först förvånade. Jämfört med dagens framgångsrika forskare har de historiska stora namnen ofta märkvärdigt få publikationer och skral citeringsstatistik. Naturligtvis avspeglar detta inte skillnader i intellektuell förmåga. Till stor del handlar det om att det idag finns så många fler forskare med så mycket effektivare verktyg – både vad gäller databehandling och själva publikationsframställandet. Fler artiklar betyder med automatik fler citeringar. Bara existensen av citeringsstatistik gör att citeringarna blir fler och kan användas som valuta: ”citerar du mig så citerar jag dig”. I gamla artiklar är explicita citeringar till specifika artiklar få. Det förekommer inte heller så ofta standardiserade referenslistor i slutet av artiklarna vilket gör att de missas vid uppbyggnaden av citeringsdatabaser. Allt detta trycker ner siffrorna för äldre tiders forskare.

Men bland svenska astronomer från 1900-talets början finns det en person som sticker ut. Det är Hugo von Zeipel. Hans teoretiska studier av roterande strålande kroppar är i särklass i dagens citeringsstatistik jämfört med hans samtida. Den mest citerade artikeln har i skrivande stund inte mindre än 745 citeringar. Och den klättrar i listorna – bara under 2019 har artikeln samlat på sig 38 citeringar. Det betyder att resultaten fortfarande är mycket aktuella men samtidigt inte är så självklara att de står i läroböckerna med bortglömt ursprung.

Citeringsstatistik för Hugo von Zeipels artikel ”The radiative equilibrium of a rotating system of gaseous masses” i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society från 1924. Som framgår är han i detta avseende mer aktuell idag än för ett halvsekel sedan. Källa: NASA/ADS.

Ett resultat från nämnda artikel kallas ”von Zeipels teorem” och säger att utstrålningen mer areaenhet från en stjärnas yta är proportionell mot den lokala effektiva tyngdaccelerationen. Med det senare avses att tyngdkraften vid ytan blir reducerad på grund av centrifugalkraften. (På jorden är vi lite lättare när vi står vid ekvatorn än vid polen.) En snabbt roterande stjärna blir alltså svalare och mörkare vid sin ekvator. Fenomenet kan kallas tyngdkraftsfördunkling.

Det finns även en ”von Zeipels paradox”: en roterande stjärna kan inte samtidigt vara i hydrodynamisk jämvikt och i strålningsjämvikt. En väg ur detta bryderi kan vara att stjärnan inte roterar som en fast kropp utan att det nödvändigtvis måste finnas rörelser och strömmar inuti stjärnan.

Centrifugalkraften plattar till roterade stjärnor vid polerna och reducerar tyngdkraften vid ekvatorn. von Zeipels teorem säger att dessa stjärnor ska bli svalare och mörkare vid ekvatorn än vid polerna. Moderna interferometriska observatoriet som CHARA har lyckats avbilda snabbt roterande stjärnor och visar att det stämmer. Bild: John Monnier, CHARA.

Dessa arbeten är inte bara relevanta för stjärnor utan även för ackretionsskivor. Uppenbarligen är dylika roterande objekt högaktuella i dagens forskning samtidigt som de är svåra att förstå teoretiskt eller simulera numeriskt. Därför är von Zeipels snart 100-åriga analytiska resultat ännu aktuella och användbara.

Förutom de roterande stjärnorna har von Zeipels arbeten inom celest mekanik nyligen uppmärksammats. Två japanska forskare fann att von Zeipel tidigt studerat ett viktigt fenomen som uppträder vid studier av det så kallade trekropparsproblemet och att detta därmed rätteligen borde kallas ”von Zeipel-Lidov-Kozai-oscillationer”. Aktuellt eftersom det har betydelse vid planetsystems bildande och utveckling.

Hugo von Zeipel (1873-1959) doktorerade i Uppsala 1904. Han ägnade sig åt celest mekanik och geodesi. Senare kom han in på astrofysiken där de ovan nämnda arbetena om roterande stjärnor i efterhand framstår som en höjdpunkt. Han status var sådan att riksdagen anslog medel till en personlig professur i astronomi (med examenskyldighet i geodesi) vilken von Zeipel tillträdde 1920. Hugo von Zeipel var ordförande i Svenska astronomiska sällskapet 1926-1936.

#72: Astronomisk minneskultur

Av Johan Kärnfelt

En del av det vetenskapliga efterarbetet handlar om att minnas. Observationer ska bokföras, insamlade specimen prepareras, excerpter och arkivkopior ska sorteras. Men det finns också en annan sorts minnespraktiker som handlar mer om att högtidlighålla upptäckter, forskare, institutioner. På bilden nedan ses några olika uttryck för dessa praktiker.

Foto: Johan Kärnfelt.

Bilden är tagen på Centrum för vetenskapshistoria vid Kungl. Vetenskapsakademien i Stockholm. Här förvaras stora delar av Akademiens omfattande föremålssamling, däribland en stor mängd föremål tillskapade just för att minnas eller högtidlighålla.

De tre avbildade herrarna har alla det gemensamt att de uppburit tjänsten som Vetenskapsakademiens astronom, och därmed basat över Stockholms observatorium på Observatoriekullen, och efter flytten över observatoriet i Saltsjöbaden. De har dessutom i tur och ordning efterträtt varandra.

Hugo Gyldén (1841-1896). Foto: Johan Kärnfelt.

Först ut av de tre är Hugo Gyldén, representerad i form av en så kallad dödsmask, det vill säga en avgjutning av hans ansikte gjord strax efter hans bortgång. (Idag kan det te sig märkligt, rent av lite groteskt, men förr var detta ganska vanligt bland bättre bemedlade. Syftet var bland annat att masken skulle kunna vara konstnärer behjälpliga om de till exempel ville skapa en byst av den bortgångne.) Gyldén kallades till tjänsten som Vetenskapsakademiens astronom 1871, och kom då närmast från en tjänst vid observatoriet i Pulkova. I sin tid var han en av de mest framträdande rösterna inom den så kallade störningsteorin, en teoribildning inom den celesta mekaniken som syftade till att göra reda för planeternas gravitationella störningar på varandra för att sedan så noga som möjligt kunna beskriva deras banor runt solen.     

Karl Bohlin (1860-1939). Bysten utfördes av Giuseppe Alessandro Moretti 1914. Foto: Johan Kärnfelt.

När Gyldén gick ur tiden 1896 återbesattes posten som Vetenskapsakademiens astronom av Karl Bohlin, på bilden fångad i den mindre bysten. Även Bohlin intresserade sig för störningsteorin, och hade bland annat studerat Jupiters gravitationella störningar på asteroidernas banor, något som ledde fram till den nydanande gruppstörningsteorin som han är mest känd för. Bohlin var också en av de forskare som Nils Nordenmark överlade med när han tog initiativ till Svenska astronomiska sällskapet. När Sällskapet instiftades 1919 installerades Bohlin som dess förste ordförande, ett uppdrag han upprätthöll fram till 1926.  

Bertil Lindblad (1895-1965). Bysten utfördes av Gustaf Nordahl 1965. Foto: Johan Kärnfelt.

Sist ut, och den största bysten på bilden, är Bohlins efterträdare Bertil Lindblad. Han tillträdde som Vetenskapsakademiens astronom 1927, efter att Bohlin gått i pension. Där Gyldén och Bohlin var centralt placerade i den celesta mekaniken, representerade Lindblad (och många andra astronomer i hans generation) något helt annat. Astrofysiken hade gjort sitt intåg i Sverige några decennier tidigare, och med den försköts perspektiven bort från solsystemets inbyggare och ut till stjärnornas värld. Lindblads viktigaste insatser handlade här om Vintergatans dynamik, där han bland annat kunde visa hur olika stjärnpopulationer i galaxen har olika rörelsemönster. Lindblad var också sällskapets ordförande 1953-58.