1922—1924年期间,美国天文学家哈勃在分析一批造父变星的亮度以后断定,这些造父变星和它们所在的星云距离我们远达几十万光年,一定位于银河系外。这项于1924年公布的发现使天文学家不得不改变对宇宙的看法。
发现造父变星
1923年,哈勃在威尔逊山天文台用当时最大的2.5米口径的反射望远镜拍摄了仙女座大星云的照片,照片上该星云外围的恒星已可被清晰地分辨出来。为了明确到仙女座星云的距离,他尽量多地发现仙女座星云中的新星,然后决定它的平均亮度。所谓的新星是比超新星稍暗,在最终阶段爆炸发光的恒星。
在拍摄的照片中,哈勃找到了更有用的天体,他确认出第一颗造父变星。在随后的一年内,这样的造父变星哈勃一共发现了12颗。他还在三角座星云M33和人马座星云 NGC6822中发现了另一些造父变星。接着,他利用周光关系定出了这三个星云的造父视差,计算出仙女座星云距离地球约90万光年,而银河系的直径只有约10万光年,因此证明了仙女座星云是河外星系,其他两个星云亦远在银河系之外。
河外星系进入视野
1924年底,哈勃在美国天文学会上宣布了关于河外星系这一重要发现。旋涡状星云是否是处于银河系外的天体系统的问题,最终得到解决,由此翻开了探索宇宙的新篇章。
接着,哈勃陆续发现其他河外星系,它们都与银河系一样,拥有自己的星团和新星等天体。哈勃建立起他的“岛宇宙”概念。从1925年起,哈勃开始研究河外星系的结构,并把它们分类。他认为,河外星系中有97%呈椭圆或旋涡状,其余3%为不规则星系。