哈勃的工作

事情的转机又是落在造父变星身上。1923年哈勃（Edwin Hubble，1889－1953）在威尔逊天文台用当时最大的100英寸反射望远镜（胡克望远镜）通过照相观测将仙女座大星云的外围分解成单个恒星，从中搜索新星。他在第一张底片上就找到了一颗“新星”，然后他在威尔逊山天文台的照片档案中去搜索这颗“新星”，发现从1909年开始超过60张底片上都有这颗星，亮度有时暗于19等，有时亮到18等。显然这不是一颗新星，而是一颗变星。底片的数量足够让他绘制出这颗变星的光变模式。结果显示这很可能是一颗造父变星。

为了确认这一点，哈勃在1924年2月头一个星期里拍摄了一系列底片，证实了这颗变星的光度确实像所有的造父变星一样从最暗迅速变亮。最后哈勃确认了这颗造父变星光变曲线的特征形状和31天多的光变周期。造父变星的光变周期越长，它的光度就越大。而这颗星最亮时看起来只有18等。它是这样亮，而看起来又是这样暗，它的距离，也即星云的距离，足有一百万光年。即使按照沙普利对银河系大小的估计，这个星云也远远位于银河系之外。

图10.8　哈勃手绘的仙女座大星云造父变星光变曲线
上左：哈勃翻找过的威尔逊山底片档案中的部分变星光度资料
上右：典型的造父变星光变曲线形状：快速升高，缓慢下降，周期是31.415天

哈勃又在仙女座大星云中证认出更多的造父变星。还在三角座M33和人马座NGC6822中发现一些造父变星。他利用勒维特、沙普利等人所确定的周光关系，定出这三个星云的造父视差，证明它们远在银河系之外。

由于此前与哈勃同在威尔逊山天文台的范马宁（Adriaan van Maanen，1884－1946）通过比较前后的底片，宣称观测到了旋涡星云的自转。如果星云在短时间里有能觉察到的自转，那么必定是小而且近。如果它们距离遥远，有巨大的直径，那么星云的外围部分将以难以置信的高速度旋转。

哈勃困扰于自己的结果与范马宁的不相容，对于是否公开发表他的结果犹豫不决。最后，在沙普利等人的坚持下，哈勃答应在他缺席的情况下，在1925年元旦美国天文学会的会议上宣读一篇概述他的重要发现的文章。

哈勃与沙普利使用了同样的“尺子”。尽管对沙普利而言大银河系原本是第一位的，旋涡星云的地位是第二位的，也立即承认了哈勃的发现所预示的结论。