Nils Tamm och upptäckten av IZ Cyg

På sensommaren 1930 började Nils Tamm observera stjärnhimlen igen. Han hade under några år i slutet av 1920-talet mest ägnat sig åt amatörradio men nu återvände han till amatörastronomin och det som var något av en specialitet för honom: det fotografiska studiet av stjärnfält. (Tamm var förresten tidigt ute som radioamatör: 1924 hade den första anropssignalen delats ut i Sverige och i en lista över anropssignaler från 1926 finner vi SMTC Nils Tamm (i listan står han alldeles bredvid lundaastronomen Brynolf Fänge!).)

Tamm fotograferade himmelsfält, gärna i Vintergatsregioner, med mindre och medelstora kameror och undersökte sedan plåtarna för att se om några stjärnor förändrats. På sensommaren 1930 hade han införskaffat en ny stereokomparator som gjorde det möjligt för honom att bearbeta plåtar i formatet 9×12 cm och större, det stereoskop som han tidigare använt för ändamålet fungerade enbart med småplåtar i storleken 6.5×9 cm. Sådana blinkmikroskop var i den fördigitala epoken viktiga instrument vid sökandet efter variabla stjärnor och stjärnor med hög egenrörelse vid fotografiska genommönstringar.

Observationssäsongen fick en flygande start. Tamm hade precis hunnit börjat fotografera stjärnfält i stjärnbilden Svanen den sista veckan i augusti när han hittade något nytt. Den 8 september skriver han i sin observationsdagbok att han vid jämförelse med plåtar exponerade 1925 och 1927 fann ”en mycket svag stjärna, som ej var att se på de gamla, och alltså måste vara antingen en variabel eller en nova.”

Snabbt kunde han konstatera att stjärnan inte fanns med i Bonner Durchmusterung. Dessutom undersökte han fältet i ”Wolf-Palisa”. Detta var en djup himmelsatlas, ett samarbete mellan Max Wolf i Heidelberg och Johann Palisa i Wien; Wolf var en ledande astronom inom fotografiska observationer, Palisa specialiserad på asteroider. Himmelsatlasen bestod av Wolfs djupa foton med ett koordinatsystem överlagt, och fick framför allt sin användning inom letandet efter nya asteroider.

Stjärnkartan var ett verktyg för professionella astronomer, men var även tillgängligt för anskaffning i bokhandeln (J. Palisa, “Photographische Sternkarten von Johann Palisa und Max Wolf,” Astronomische Nachrichten 190 (November 1, 1911)); att Tamm hade tillgång till denna specialiserade himmelsatlas när han ville kontrollera sin eventuella upptäckt var därmed knappast något konstigt, inte heller priset på 200 Mark för fem delar av kartorna kunde stänga ute Tamm (men däremot förmodligen en del andra amatörer).

Tamm kalkerade förstoringar av sina plåtar på kalkerblad som han sedan lade över kartblad nr 154 i Wolf-Palisa-atlasen. Där, visade det sig, fanns inte ett spår av stjärnan, ”vilket talar för att det kan vara fråga om en nova, i så fall mycket svag. Naturligtvis är ej uteslutet att det kan vara en variabel stjärna” skriver Tamm i en journalanteckning 8 september 1930.

Nästa steg blev att bestämma positionen för stjärnan. Han använde två metoder. Dels mätte han upp positionen på Wolf-Palisa-atlasen – vars koordinatnätverk angavs i ekvinoktium 1875 – och räknade om positionen till 1930, dels observerade han stjärnan med sin ekvatoriellt monterade refraktor och kunde därvid läsa av positionen på inställningscirklarna. Överensstämmelsen mellan de bägge mätningarna var god.

Plåtarna tagna i början av observationssäsongen 1930 var tre stycken i format 9×12 cm, alla med 30 minuters exponeringstid på tre olika plåtsorter: Hauss [?] ultra-rapid, Ilford Panchromatic samt Agfa och visar alla tre stjärnan. Kameran hade ett objektiv med 300 mm brännvidd och bländare 3.5 (det vill säga 85 mm öppning) och var monterad på Tamms mindre ekvatoriella refraktor i ”lilla observatoriet”.

Lilla observatoriet på Kvistaberg; ovanför trädtopparna skymtar det större observatoriet.

Bilder på stjärnan togs även med två andra kameror , dels en liten kamera (120 mm brännvidd, bländare 2.7 (44 mm öppning), dels observatoriets stora astrograf (men de sistnämnda misslyckades därför att de använda plåtarna, av plåtsorten Lumière sensibl. extr. [?] var för gamla och därmed gav nästan oanvändbara bilder; Tamm hade ju dock varit iväg från observerandet under en längre tid, plåtarna kunde inte ligga hur länge som helst).

Nästa steg blev att göra nya försök med astrografen på annat plåtmaterial. Stjärnan eftersöktes dessutom igen på Wolf-Palisa och kunde minsann svagt skönjas av Tamm där som en av de svagaste stjärnorna. Jämfört med en närbelägen stjärna hade dess ljusstyrka förändrats radikalt. Slutsatsen tycktes klar: ”Stjärnan är alltså en variabel med åtminstone 5 magnituders amplitud” (Tamms understr., journalanteckning 9 september 1930). Stjärnan var dessutom röd till färgen. Det kunde Tamm sluta sig till genom att jämföra plåtarna tagna med Astro UV-astrografen (korrigerad enbart för ”fotografiska” strålar, dvs i den blå delen av spektrum) med plåtarna tagna med de andra två kamerorna, vars objektiv även fokuserade gult ljus. Därav poängen med att fotografera stjärnan med olika objektiv.

Nu var det dags att koppla in de professionella astronomerna. Tamm hörde av sig till Uppsalaastronomerna – som han länge haft goda kontakter med – och de var med på noterna; Östen Bergstrand ringde till Tamm efter det att han fått det första av två brev skickade från Kvistaberg och meddelade att det förmodligen var en variabel stjärna, tidigare okänd; den fanns inte med i de senaste listorna över nya variabler, enligt Bergstrand. Bergstrand meddelade att han ämnade skicka några av Uppsalaobservatoriets plåtar för jämförelser. Han tyckte även att Tamm borde skicka en notis till Astronomische Nachrichten om fyndet.

Tamm beslöt sig dock för att göra ytterligare studier av det tillgängliga materialet. Han försökte sig på en bestämning av stjärnans period (den hade ju synts, om än mycket svagt, på Wolfs plåt, exponerad 16 juli 1904). Den 11 september anlände dessutom ett paket från Bergstrand med tre plåtar över området samt Pragers katalog över variabler för 1930. Denna publikation (R. Prager, “Katalog und Ephemeriden veränderlicher Sterne für 1930,” Kleine Veröffentlichungen der Universitätssternwarte zu Berlin Babelsberg 2 (1930) (fulltext (ADS)) var alltså, till skillnad från referensatlasen Wolf-Palisa, inte något som stod i biblioteket på Kvistaberg 1930, utan kunde rekvireras tack vare det goda samarbetet med professor Bergstrand i Uppsala. ”I denna senare står stjärnan ej upptagen, trots många mycket svaga finnas i listan. Variabeln torde därför av mig upptäckts.” (11 september 1930, Tamms understr.)

Bergstrands plåtar, varav åtminstone en var tagen med den astrograf som Uppsalaastronomerna införskaffade till solförmörkelsen 1914 (men som de egentligen specificerade som ett mer renodlat stellarastronomiskt instrument – solförmörkelsen 1914 gjorde det möjligt att få extraresurser … (se exempelvis Gustav Holmberg, “Mechanizing the astronomer’s vision: On the role of photography in Swedish astronomy, c.1880–1914,” Annals of Science 53, no. 6 (1996) för mer om astrofotografering och denna förmörkelse), visade också de stjärnan, i varje fall två av tre plåtar.

Bergstrand kunde även meddela att en av hans yngre astronomer, den astrofysikaliskt intresserade Yngve Öhman, vid lämpligt tillfälle skulle försöka observera stjärnans spektrum.

Nu var Tamm säker, nu skrev han till såväl AN-redaktören Kobold i Kiel som variabelkatalogisatören Prager i Berlin-Babelsberg om upptäckten. Upptäckten publicerades som Nils Tamm, “Neuer Veränderlicher 262.1930 Cygni,” Astronomische Nachrichten 240 (Oktober 1930): 87. Tamm var förväntansfull och såg fram emot inte minst Pragers synpunkter (”ty han är specialist på detta område”).

Svar kom närmast med vändande post från Prager. Den 19 september antecknade Tamm i sin journal att Prager kunde bekräfta stjärnans föränderlighet på deras plåtmaterial, men även att den redan var känd och påvisad som variabel av Sonneberg och publicerad förra året i AN.

”Alltså är saken fullt klar, och blev jag ju på sätt och vis besviken på att ej vara ensam upptäckare.” (Tamms understrykn.)

Tamm var kanske inte ensam upptäckare, men episoden visade för Tamm och hans samtida att det gick att upptäcka nya astronomiska objekt från Sverige med en utrustning som inte var helt bortom amatörers räckvidd. IZ Cygni, som den kommit att kallas, är en mirastjärna med en period på 441 dygn. Den varierar mellan tionde och artonde magnituden och är, trots att den är ganska svag, relativt välobserverad idag:

IZ Cygni under det senaste decenniet enligt mätningar i AAVSO:s arkiv. Gula prickar är CCD-mätningar med V-filter, svarta prickar är visuella skattningar.

Den här historien visar också hur Tamm byggde upp olika mekanismer för att försäkra sig om att variabeln verkligen existerar:

Han fotograferade fältet med olika kameror och på olika plåtsorter. På så sätt kunde han dels uttala sig om variabelns eventuella färg, men han kunde även minimera riskerna med att olika plåtfel, optiska fel och annat spelade honom ett spratt. (I Tamms journaler finns exempel på att han ibland trodde sig ha upptäckt en ny variabel men där objektet inte överlevde den rigorösa kontrollen lika bra som IZ Cyg gjorde; han talar till exempel på ett ställe (15 september 1930) om de ”nycker” som ofta förekommer hos det fotografiska materialet – fallet med IZ Cyg visar på de ganska rejäla kontrollmekanismer han byggde upp för att säkerställa sig att nyckerna inte lurade honom. Kontrollmekanismerna handlade om att mäta med flera olika kameror, med olika plåtsorter, även observera visuellt, jämföra med plåtar från andra observatorier tagna med andra instrument, kontrollera med aktuella variabelförteckningar samt införskaffa proffsastronomers åsikter innan han gick ut med upptäckten.

Den visar också på Tamms goda kontakter med professionella astronomer. Idag finns det en viss typ av avancerade amatörastronomer som samarbetar ganska nära med professionella astronomer; ett exempel är CBA, Center for Backyard Astrophysics, men det finns många fler. Detta är långt ifrån något nytt utan har funnits länge.

Huvudsaklig källa:

Nils Tamms observationsjournal ”Dagbok 5 8.7 1930 – 26.8 1940. Astronomiska observationer o.d.”.