home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ ftp.pasteur.org/FAQ/ / ftp-pasteur-org-FAQ.zip / FAQ / astronomy / faq / part8 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  2003-05-08  |  49.0 KB

  1. Path: senator-bedfellow.mit.edu!bloom-beacon.mit.edu!newsfeed.stanford.edu!cyclone.bc.net!tdsnet-transit!newspeer.tds.net!sn-xit-02!sn-xit-04!sn-xit-06!sn-post-01!supernews.com!corp.supernews.com!not-for-mail
  2. From: jlazio@patriot.net
  3. Newsgroups: sci.astro,sci.answers,news.answers
  4. Subject: [sci.astro] Galaxies (Astronomy Frequently Asked Questions) (8/9)
  5. Approved: news-answers-request@MIT.EDU
  6. Followup-To: poster
  7. Date: 07 May 2003 19:38:26 -0400
  8. Organization: Posted via Supernews, http://www.supernews.com
  9. Message-ID: <ll3cjquy31.fsf@adams.patriot.net>
  10. Sender: jlazio@adams.patriot.net
  11. Summary: This posting address frequently asked questions about
  12.     galaxies, clusters, and QSO's.
  13. User-Agent: Gnus/5.0808 (Gnus v5.8.8) Emacs/20.7
  14. MIME-Version: 1.0
  15. Content-Type: text/plain; charset=us-ascii
  16. X-Complaints-To: abuse@supernews.com
  17. Lines: 938
  18. Xref: senator-bedfellow.mit.edu sci.astro:414145 sci.answers:15220 news.answers:251073
  19.  
  20. Last-modified: $Date: 2003/04/27 00:12:18 $
  21. Version: $Revision: 4.3 $
  22. URL: http://sciastro.astronomy.net/
  23. Posting-frequency: semi-monthly (Wednesday)
  24. Archive-name: astronomy/faq/part8
  25.  
  26. ------------------------------
  27.  
  28. Subject: Introduction
  29.  
  30.  sci.astro is a newsgroup devoted to the discussion of the science of
  31. astronomy.  As such its content ranges from the Earth to the farthest
  32. reaches of the Universe.
  33.  
  34.  However, certain questions tend to appear fairly regularly.  This
  35. document attempts to summarize answers to these questions.
  36.  
  37.  This document is posted on the first and third Wednesdays of each
  38. month to the newsgroup sci.astro.  It is available via anonymous ftp
  39. from <URL:ftp://rtfm.mit.edu/pub/usenet/news.answers/astronomy/faq/>,
  40. and it is on the World Wide Web at
  41. <URL:http://sciastro.astronomy.net/> and
  42. <URL:http://www.faqs.org/faqs/astronomy/faq/>.  A partial list of
  43. worldwide mirrors (both ftp and Web) is maintained at
  44. <URL:http://sciastro.astronomy.net/mirrors.html>.  (As a general note,
  45. many other FAQs are also available from
  46. <URL:ftp://rtfm.mit.edu/pub/usenet/news.answers/>.)
  47.  
  48.  
  49. Questions/comments/flames should be directed to the FAQ maintainer,
  50. Joseph Lazio (jlazio@patriot.net).
  51.  
  52. ------------------------------
  53.  
  54. Subject: H.00 Galaxies, Clusters, and Quasars (QSOs)
  55.  
  56. [Dates in brackets are last edit.]
  57.  
  58.     H.01 How many stars, galaxies, clusters, QSO's etc. in the
  59.          Universe? [1997-08-06]
  60.     H.02 Is there dark matter in galaxies? [1997-12-02]
  61.     H.03 What is the Hubble constant?  What is the best value? [1995-07-19]
  62.     H.04 How are galaxy distances measured? [1995-06-29]
  63.     H.05 When people speak of galaxies X billion light years, does
  64.          this mean they are that far away now or were that far away
  65.          when the light left them? [1997-08-06]
  66.     H.06 What are QSO's ("quasars")? [1995-06-29]
  67.     H.07 Are the QSO's really at their redshift distances? [2003-02-18]
  68.     H.08 What about apparent faster-than-light motions? [1995-06-29]
  69.     H.09 What's the Local Group? [1999-05-19]
  70.  
  71. For an overall sense of scale when talking about galaxies, see the
  72. Atlas of the Universe, <URL:http://anzwers.org/free/universe/>.
  73.  
  74. ------------------------------
  75.  
  76. Subject: H.01 How many stars, galaxies, clusters, QSO's etc. in the Universe?
  77.  
  78. The various parts of this question will be considered separately.
  79. Also, rather consider how many stars there are in the Universe, we'll
  80. consider how many stars there are in the Milky Way.  The number of
  81. stars in the Universe can be estimated by multiplying the number of
  82. stars in the Milky Way by the number of galaxies in the Universe.
  83.  
  84. ------------------------------
  85.  
  86. Subject H.01.1 How many stars are there in the Milky Way?
  87. Author: William Keel <keel@bildad.astr.ua.edu>
  88.  
  89. My standard answer in introductory astronomy classes is "about as many
  90. as the number of hamburgers sold by McDonald's." Being more precise
  91. requires an extrapolation, because we can't see all the individual
  92. stars in the Milky Way for two reasons---distance and dust absorption.
  93.  
  94. Both factors make stars appear dimmer. Observations at visible
  95. wavelengths are limited to a region of (more or less) 5000 light-years
  96. radius about the Sun, with a few windows in the intervening dust
  97. giving us glimpses of more distant areas (especially near the Galactic
  98. center). Our map of the Galaxy gets correspondingly more sketchy with
  99. distance. Guided somewhat by observations of other spiral galaxies, we
  100. think that the overall run of star density with radius is fairly well
  101. known. Getting a total stellar head count is more of a problem,
  102. because the stars that we can see to the greatest distances are also
  103. the rarest. Measurements of the relative numbers of stars with
  104. different absolute brightness (known in the trade as the luminosity
  105. function) shows that, for example, for every Sun-like star there are
  106. about 200 faint red M dwarfs. These are so faint that the closest,
  107. Proxima Centauri, despite being closer to the Sun than any other
  108. (known) star, takes very large binoculars or a telescope to find.  So,
  109. to get the total stellar population in the Milky Way, we must take the
  110. number of luminous stars that we can see at large distances and assume
  111. that we know how many fainter stars go along with them. Recent numbers
  112. give about 400,000,000,000 (400 billion) stars, but a 50% error either
  113. way is quite plausible. Much of the interest in "brown dwarfs" stems
  114. from a similar issue---a huge number of brown dwarfs would not change
  115. how bright the Galaxy appears (at visible wavelengths), but would
  116. change its total mass quite substantially. Oddly enough, within a
  117. particular region, we probably know the total mass and luminosity
  118. rather more accurately than we do just how many stars are producing
  119. that light (since the most common stars are by far the dimmest).
  120.  
  121. ------------------------------
  122.  
  123. Subject: H.01.2 How many galaxies in the Universe?
  124. Author: William Keel <keel@bildad.astr.ua.edu>
  125.  
  126. A widely-distributed press release about the Hubble Deep Field
  127. observations, <URL:http://oposite.stsci.edu/pubinfo/PR/96/01.html>,
  128. reported the discovery of a vast number of new galaxies.  The
  129. existence of many galaxies too faint to be hitherto detected was no
  130. surprise, and calculations of the number of galaxies in the observable
  131. Universe and searches for how they change with cosmic time must always
  132. allow for the ones we can't detect, through some combination of
  133. intrinsic faintness and great distance. What was of great interest in
  134. the Hubble Deep field (and similar) data was just how any faint
  135. galaxies were detected and what their colors and forms are. Depending
  136. on just what level of statistical error can be tolerated, catalogs of
  137. galaxies in the Hubble Deep Field list about 3000. This field covers
  138. an area of sky of only about 0.04 degrees on a side, meaning that we
  139. would need 27,000,000 such patches to cover the whole sky.  Ignoring
  140. such factors as absorption by dust in our own Galaxy, which make it
  141. harder to see outside in some directions, the Hubble telescope is
  142. capable of detecting about 80 billion galaxies (although not all of
  143. these within the foreseeable future!).  In fact, there must be many
  144. more than this, even within the observable Universe, since the most
  145. common kind of galaxy in our own neighborhood is the faint dwarfs
  146. which are difficult enough to see nearby, much less at large
  147. cosmological distances. For example, in our own local group, there are
  148. 3 or 4 giant galaxies which would be detectable at a billion
  149. light-years or more (Andromeda, the Milky Way, the Pinwheel in
  150. Triangulum, and maybe the Large Magellanic Cloud). However, there are
  151. at least another 20 faint members, which would be difficult to find at
  152. 100 million light-years, much less the billions of light years to
  153. which the brightest galaxies can be seen.
  154.  
  155. ------------------------------
  156.  
  157. Subject: H.01.3 How many globular clusters in the Milky Way?
  158. Author: William Keel <keel@bildad.astr.ua.edu>
  159.  
  160. We are on firmer ground with this one, since globular clusters are
  161. fairly large and luminous. The only places where our census in the
  162. Milky Way is incomplete are regions close to the galactic disk and
  163. behind large amounts of absorbing dust, and for the fainter clusters
  164. that are farthest from the Milky Way just now. The electronic version
  165. of the 1981 Catalogue of Star Clusters and Associations. II. Globular
  166. Clusters by J. Ruprecht, B. Balazs, and R.E. White lists 137 globular
  167. clusters in and around the Milky Way. More recent discoveries have
  168. added a handful, especially in the heavily reddened regions in the
  169. inner Galaxy. As a rough estimate accounting for the regions that
  170. cannot yet be searched adequately, our galaxy should have perhaps 200
  171. total globulars, compared with the approximately 250 actually found
  172. for the larger and brighter Andromeda galaxy.
  173.  
  174. ------------------------------
  175.  
  176. Subject: H.01.4 How many open clusters?
  177. Author: William Keel <keel@bildad.astr.ua.edu>
  178.  
  179. Here we must extrapolate again, since open clusters can be difficult
  180. to find against rich star fields in the plane of the Milky Way, and
  181. since richer clusters may be identified farther away than poor
  182. ones. The electronic version of the catalogue of open cluster data
  183. compiled by Gosta Lynga, Lund Observatory, Box 43, S-221 00 Lund,
  184. Sweden, 1987 version, lists 1111 identified open clusters in our
  185. galaxy. There are certainly at least ten times this number, since we
  186. have trouble seeing even rich open clusters more than about 7000
  187. light-years away in most directions through the obscuring dust in the
  188. plane of our Galaxy. This effect is especially acute since young star
  189. clusters are strongly concentrated to this plane (no coincidence since
  190. the gas from which new clusters are formed is associated with dust).
  191.  
  192. ------------------------------
  193.  
  194. Subject: H.02  Is there dark matter in the Universe?
  195. Author: Will Sutherland <w.sutherland1@physics.oxford.ac.uk>,
  196.     William Keel <keel@bildad.astr.ua.edu>
  197.  
  198. Dark matter is matter that is detected by its gravitational effect on
  199. other matter rather than because of its electromagnetic radiation
  200. (i.e., light).  This might be because of one of two reasons: 1. The
  201. matter may emit light, but the light is so faint that we cannot detect
  202. it; an example of this kind of matter is interstellar planets.  2.
  203. The matter might not interact with light at all; an example of this
  204. kind of matter is neutrinos.
  205.  
  206. The first astronomical instances of "dark matter" were probably the
  207. white dwarf Sirius B and the planet Neptune.  The existence of both
  208. objects was inferred by their gravitational effects on a nearby object
  209. (Sirius A and the planet Uranus, respectively) before they were seen
  210. directly.
  211.  
  212. ------------------------------
  213.  
  214. Subject:  H.02.1 Evidence for dark matter
  215.  
  216. There are many independent lines of evidence that most of the matter
  217. in the universe is dark.  Essentially, many of these measurements rely
  218. on "weighing" an object such as a galaxy or a cluster of galaxies by
  219. observing the motions of objects within it, and calculating how much
  220. gravity is required to prevent it flying apart.
  221.  
  222. (1) Rotation patterns in spiral galaxies.
  223. (2) Velocities of galaxies in clusters.
  224. (3) Gravitational lensing.
  225. (4) Hot gas in galaxies and clusters.
  226. (5) Large-scale motions. 
  227.  
  228. (1) Rotation patterns in spiral galaxies. The disks of spirals are
  229. full of stars and gas in nearly circular coplanar orbits, making them
  230. wonderful tracers for the gravitational field in which they move.  In
  231. centrally-concentrated masses, such as within the solar system (where
  232. most of the mass is concentrated in the Sun), the
  233. velocity-vs.-distance relation approaches Kepler's 3rd Law, velocity^2
  234. = constant * central mass / distance.  Once we sample outside the
  235. central concentration of stars, using observations of the 21cm line
  236. emitted by neutral hydrogen clouds, spiral galaxies violate this
  237. velocity-distance relation quite flagrantly; velocity=constant is a
  238. good approximation (hence the moniker "flat rotation curves").  A
  239. sample picture and rotation curve is at
  240. <URL:http://crux.astr.ua.edu/gifimages/ngc5746.html>. To get this
  241. pattern, one needs a mass distribution that goes as density
  242. proportional to 1/radius^2, much fluffier than the observable stars
  243. and gas in the galaxy, and in an amount that may be 10 or more times
  244. the total mass we can account for with stars, dead stellar remnants,
  245. gas, and dust.  There were hints of this issue for a while, but it was
  246. a series of observations by Vera Rubin and collaborators in the
  247. mid-1970's that really rubbed our noses in it.
  248.  
  249. (2) Velocities of galaxies in clusters.  Galaxies in clusters have
  250. random orbits.  By measuring the dispersion for, e.g., 100 galaxies in
  251. the cluster, one finds typical dispersions of 1000 km/s. The clusters
  252. must be held together by gravity, otherwise the galaxies would escape
  253. in less than 1 billion years; cluster masses are required to be at
  254. least 10 times what the galaxies' stars can account for.  This problem
  255. was first demonstrated in 1938 by Fritz Zwicky who studied the
  256. galaxy-rich Coma cluster.  Zwicky was very bright, very arrogant, and
  257. highly insulting to anyone he felt was beneath him, so this took a
  258. long while to sink in. Today we know that virtually all clusters of
  259. galaxies show the same thing.
  260.  
  261. (3) Gravitational lensing. General relativity shows that we can treat
  262. gravity (more precisely than in Newtonian dynamics) by considering it
  263. as a matter-induced warping of otherwise flat spacetime. One of the
  264. consequences of this is that, viewed from a distance, a large enough
  265. mass will bend the paths of light rays.  Thus, background objects seen
  266. past a large mass (galaxy or cluster of galaxies) are either multiply
  267. imaged or distorted into "arcs" and "arclets."  Some beautiful
  268. examples can be seen at
  269. <URL:http://www.stsci.edu/pubinfo/PR/96/10/A.html>,
  270. <URL:http://www.stsci.edu/pubinfo/PR/95/14.html>, and
  271. <URL:http://www.stsci.edu/pubinfo/PR/95/43.html>.  When we know the
  272. distances of foreground and background objects, the mass inside the
  273. lensing region can be derived (and for some of these multi-lens
  274. clusters, its radial distribution). Same old story - we need a lot
  275. more mass in invisible than visible form.
  276.  
  277. (4) Hot gas in galaxies and clusters. A real shocker once X-ray
  278. astronomy became technologically possible was the finding that
  279. clusters of galaxies are intense X-ray sources. The X-rays don't come
  280. from the galaxies themselves, but from hot, rarefied gas at typically
  281. 10,000,000 K between the galaxies.  To hold this stuff together
  282. against its own thermal motions requires - you guessed it, huge
  283. amounts of unseen material.
  284.  
  285. It is worth noting that these last three methods all give about the
  286. same estimate for the amount of dark matter in clusters
  287. of galaxies.  
  288.  
  289. (5) Less direct evidence also exists: On larger scales, there is
  290. evidence for large-scale "bulk motions" of galaxies towards
  291. superclusters of galaxies, e.g., the Great Attractor.  There is also
  292. the question of reconciling the very small (1 part in 100,000)
  293. observed fluctuations in the cosmic microwave background with the
  294. "lumpy" galaxy distribution seen at the present day; dark matter helps
  295. nicely to match these two facts because the density fluctuations grow
  296. more rapidly with time in a higher-density Universe.  Finally, the
  297. theory of inflation (which is an "optional extra" to the standard big
  298. bang model) usually predicts that the universe should have exactly the
  299. critical density, which could require as much as 95% of the mass in
  300. the Universe to be dark.
  301.  
  302. It is worth mentioning the possibility of non-standard gravity
  303. theories, which attempt to explain the above list of observations
  304. without dark matter. It turns out that modifying the inverse-square
  305. law of gravity does not work well, essentially because the dark matter
  306. problem extends over so many different lengthscales. Modifying the F =
  307. ma law has been tried, e.g., by Milgrom, but relativistic versions of
  308. this theory have not been found, and most cosmologists are reluctant
  309. to abandon Einstein's GR which is elegant and well tested (at least on
  310. solar system scales).
  311.  
  312. ------------------------------
  313.  
  314. Subject:  H.02.2 How much dark matter is there?
  315.  
  316. A convenient way of quoting mass estimates is via Omega, the ratio of
  317. the density contributed by some objects to the "critical density" = 3
  318. H^2 / 8 pi G, where H is the Hubble constant and G is the universal
  319. constant of gravitation.  The critical density is the amount of matter
  320. that would be just sufficient to stop the expansion of the Universe
  321. and is 10^{-29} g/cm^3.  (Of course, portions of the Universe have a
  322. higher density than this, e.g., you, but this is an average density.)
  323. The visible stars in galaxies contribute about 1 percent of critical
  324. density, i.e., Omega_stars ~ 0.01; dark halos around galaxies
  325. contribute Omega_halos ~ 0.05; mass estimates from clusters tend to
  326. give Omega_clus ~ 0.2 (assuming the ratio of dark matter to stars is
  327. the same in clusters as everywhere else); and theoretical
  328. considerations (i.e., inflation) favor Omega_total = 1.  The gap
  329. between 0.05 and 0.2 can be explained if galaxy halos extend further
  330. out than we can measure the rotation curves, but if Omega_total = 1 we
  331. may require extra dark matter in intergalactic space.
  332.  
  333. It's also interesting to consider the dark matter density "locally."
  334. Within a few hundred parsecs of the Sun, this is about 0.01 Solar
  335. masses per cubic parsec, or about 0.3 proton masses per cm^3; that's
  336. only about 1/10 of the density of visible matter (mostly stars);
  337. though it's much larger than critical density because we live in a
  338. galaxy.  However, because the stars are in a thin disk while the dark
  339. matter is more spherical, if you take an 8 kpc radius sphere centred
  340. on the Galaxy and passing through the Sun, roughly half the mass in
  341. this sphere is dark matter If you consider a larger sphere, e.g., out
  342. to the Large Magellanic Cloud at 50 kpc radius, over 80% of the mass
  343. in it is dark matter.  This estimate was first made by Jan Oort, and
  344. the estimate of the *total* mass density near the Sun is today termed
  345. the Oort limit in his honor.
  346.  
  347. ------------------------------
  348.  
  349. Subject: H.02.3 What is the dark matter?
  350.  
  351. Since it's detected in a negative sense---not visible in gamma rays,
  352. X-rays, ultraviolet, visible light, infrared, millimeter, or radio
  353. regimes, and it doesn't block light either---it's a theoretical happy
  354. hunting ground.  First, let's list some things that can't make the
  355. dark matter.  Most forms of gas are excluded, because atomic hydrogen
  356. would be seen in 21cm radiation, and hot gas would be seen in X-rays
  357. and/or distort the spectrum of the CMB.  Cold molecular gas is a
  358. possibility, but it would tend to collapse into visible stars.
  359. "Snowballs" made of solid hydrogen would evaporate due to the CMB, and
  360. larger snowballs would leave too many craters on the Moon or be seen
  361. as high-speed comets.  "Rocks" are unlikely because there haven't been
  362. enough stars to make the heavy elements.  Faint red stars are excluded
  363. because they're not seen in deep images e.g., the Hubble Deep Field.
  364.  
  365. This leaves two main classes of dark-matter candidate: large objects
  366. called MACHOs and subatomic particles, some of which are called WIMPs.
  367.  
  368. MACHOs stands for Massive Compact Halo Objects; examples are
  369. "interstellar Jupiters" or "brown dwarfs," which are lumps of mostly
  370. hydrogen less than 0.08 Solar masses; objects this small don't get hot
  371. enough to fuse hydrogen into helium, and so would be extremely faint
  372. and hard to find.  Other varieties of MACHOs are dead stars, such as
  373. old white dwarfs or neutron stars, and black holes.
  374.  
  375. The second class is some form of sub-atomic particle; if so, there'd
  376. be millions of these passing through us every second, but they'd
  377. hardly ever interact with normal matter, hence the term "weakly
  378. interacting massive particles" or WIMPs.  Many varieties of these have
  379. been suggested; the only one of these that certainly exists is the
  380. neutrino, but neutrinos may not have any mass.  The number of
  381. neutrinos made in the Big Bang is similar to the number of CMB photons
  382. (few hundred per cm^3), so if they have a small mass (around 30 eV = 6
  383. x 10^-5 electron masses) they could contribute most of the dark
  384. matter. However, computer models indicate that galaxies form much too
  385. late in a neutrino-dominated universe.  Another possibility is the
  386. "axion" which is a hypothetical particle invented to solve a strange
  387. "coincidence" in particle physics (called the strong CP problem).
  388.  
  389. The most popular WIMP at the moment is the "neutralino" or "lightest
  390. supersymmetric particle"; supersymmetry is a popular way to unify the
  391. strong and electroweak forces (also known as a Grand Unified Theory),
  392. which has some (tentative) experimental support.  Supersymmetry
  393. predicts an unobserved new particle or "superpartner" for every known
  394. particle; the lightest of these should be stable, and lots of them
  395. would be left over from the Big Bang. These probably weigh about
  396. 30-500 proton masses.
  397.  
  398. An important piece of evidence here is "primordial nucleosynthesis,"
  399. which explains the abundances of He-4, Deuterium, He-3 and Li-7
  400. produced a few minutes after the Big Bang; in order to obtain the
  401. observed abundances of these elements, the density of baryons (i.e.,
  402. "ordinary" matter) must be Omega_baryon ~ 0.02--0.1. Since Omega_stars
  403. ~ 0.01, there are probably some dark baryons, but if Omega_total = 1
  404. (as inflation predicts) most of the dark matter is probably WIMPs.
  405.  
  406. ------------------------------
  407.  
  408. Subject: H.02.4 Searches for Dark Matter
  409.  
  410. There are many searches now underway for the dark matter. 
  411.  
  412. For MACHOs, the most promising method is "gravitational microlensing,"
  413. where we wait for a MACHO to pass between us and a distant star, and
  414. the gravity of the MACHO bends the starlight into two images.  These
  415. images are too close together to resolve, but add up to more light, so
  416. the star appears to brighten and then fade back to normal as the MACHO
  417. passes by.  The shape is quite distinctive, and the brightening
  418. happens only once so does not look like a variable star.  The
  419. probability of such a close-enough approach is very low, so millions
  420. of stars must be monitored to have a chance of finding these
  421. events. The Large Magellanic Cloud is the most popular target.  A
  422. number of groups---MACHO, EROS, OGLE, among others---have been doing
  423. this for several years, and have found a number of good candidate
  424. microlensing events.  At the moment, it is too early to say that
  425. MACHOs have definitely been discovered, but it looks as though the
  426. "brown dwarf" objects are just about excluded, while perhaps as much
  427. as 50% of the dark matter could be in larger objects roughly 0.5 solar
  428. masses, e.g., white dwarfs.
  429.  
  430. There is an axion search recently started at Lawrence Livermore Labs,
  431. which uses a huge superconducting magnet to convert axions (if they
  432. exist) into microwave photons.  For the big bang neutrinos, there is
  433. currently no hope of detecting them because they have far less energy
  434. than the well-known solar neutrinos (see FAQ entry E.01). However, if
  435. a neutrino mass could be measured by lab experiments, we could
  436. calculate their contribution to the dark matter.
  437.  
  438. For the supersymmetric particles, there are broadly three ways at
  439. detecting them: i) Direct detection by watching a crystal down a deep
  440. mine, and waiting for a WIMP to bounce off a nucleus in it with
  441. observable results such as scintillation or heating of the crystal.
  442. Very roughly 1 WIMP per day should hit each kg of detector, but the
  443. tricky part is discriminating these from natural radioactivity.  The
  444. WIMPS should have a preferred direction (due to the orbit of the Sun
  445. around the galaxy), but we'll have to wait for next-generation
  446. experiments to measure this.  ii) Indirect detection, whereby WIMPs
  447. get captured in the Sun, and then a WIMP + anti-WIMP annihilate into
  448. super-high energy (GeV) neutrinos which could be detected in huge
  449. volume detectors, e.g., Antarctic ice or ocean water.  iii) Create
  450. WIMPs directly at next-generation accelerators like LHC, measure their
  451. properties and then calculate how many should have been produced in
  452. the Big Bang.
  453.  
  454. With all these searches, there is a good chance that in the next 10
  455. years or so we may find out what constitutes dark matter.
  456.  
  457. Further reading:
  458.  
  459. Astronomy magazine, Oct. 1996 issue contains many dark matter articles.
  460.  
  461. The Center for Particle Astrophysics home page at
  462. <URL:http://physics7.berkeley.edu/> has several links including the
  463. Question of Dark Matter page.
  464.  
  465. The MACHO home page at <URL:http://wwwmacho.mcmaster.ca/> has info on
  466. the MACHO project and links to many other dark matter searches.
  467.  
  468. For cosmology background, see Ned Wright's Cosmology Tutorial at
  469. <URL:http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmoall.htm>.
  470.  
  471. A more technical conference summary is at
  472. <URL:http://xxx.lanl.gov/abs/astro-ph/9610003>.
  473.  
  474. Krauss, L., _The Fifth Essence_, Basic Books, NY 1989. 
  475.  
  476. Silk, J., _The Big Bang_, Freeman, San Francisco, 1988. 
  477.  
  478. Peebles, P.J.E., _Principles of Physical Cosmology_, Princeton, 1992
  479.   (advanced) 
  480.  
  481. ------------------------------
  482.  
  483. Subject: H.03 What is the Hubble constant?  What is the best value?
  484. Author: Steve Willner <swillner@cfa.harvard.edu>,
  485.         Joseph Lazio <jlazio@patriot.net>
  486.  
  487. By 1925, V. M. Slipher had compiled radial velocities for 41 galaxies.
  488. He noticed that their velocities were quite a bit larger than typical
  489. for objects within our Galaxy and that most of the velocities
  490. indicated recession rather than approach.  In 1929, Edwin Hubble (and
  491. others) recognized the simple relationship that recession velocity is
  492. on average proportional to the galaxy's distance.  (His distance
  493. measure was the apparent magnitude of the brightest individually
  494. recognizable stars.)  This proportionality is now called "Hubble's
  495. Law," and the constant of proportionality is known as the "Hubble
  496. constant," H (often written "Ho," i.e., H subscript zero).
  497.  
  498. The Hubble constant also has the property of being related to the age
  499. of the Universe, which undoubtedly explains some of the interest in
  500. its value.  It is a constant of proportionality between a speed
  501. (measured in km/s) and a distance (measured in Mpc), so its units are
  502. (km/s)/Mpc.  Since kilometers and megaparsecs are both units of
  503. distance, with the correct factor, we can convert megaparsecs to
  504. kilometers, and we're left with a number whose units are (km/s)/km.
  505. If we take 1/H, we see that it has units of seconds, that is 1/H is a
  506. time.  We might consider 1/H to be the time it takes for a galaxy
  507. moving at a certain velocity (in km/s) to have moved a certain
  508. distance (in Mpc).  If the galaxies have always been moving exactly as
  509. they now are, 1/H seconds ago all of them were on top of us!
  510.  
  511. Of course the proportionality isn't exact for individual galaxies.  Part
  512. of the problem is uncertainties in measuring the distances of galaxies,
  513. and part is that galaxies don't move entirely in conformity with the
  514. "Hubble Flow" but have finite "peculiar velocities" of their own.  These
  515. are presumably due to gravitational interactions with other, nearby
  516. galaxies.  Some nearby galaxies indeed have blue shifts; M 31 (the
  517. Andromeda galaxy) is a familiar example.
  518.  
  519. In order to measure the Hubble constant, all one needs a distance and a
  520. redshift to a galaxy that is distant enough that its peculiar velocity
  521. does not matter.  Measuring redshifts for galaxies is easy, but
  522. measuring distances is hard.  (See the next question.)  The Hubble
  523. constant is therefore not easy to measure, and it is not surprising that
  524. there is controversy about its value.  In fact, there are generally two
  525. schools of thought: one group likes a Hubble constant around 55
  526. (km/s)/Mpc, and another prefers values around 90 (km/s)/Mpc.
  527.  
  528. When converted to an age of the Universe, H = 55 (km/s)/Mpc corresponds
  529. to an age of about 19 billion years and H = 90 (km/s)/Mpc is an age of
  530. 11 billion years (again if the velocities are constant).
  531.  
  532. A measure of how difficult it is to determine the Hubble constant
  533. accurately can be seen by examining the different values reported.  A
  534. search by Tim Thompson <tim@lithos.Jpl.Nasa.Gov> for the period
  535. 1992--1994 found 39 reported values for H in the range 
  536. 40--90 (km/s)/Mpc.
  537.  
  538. The linear relation between distance and recession velocity breaks down
  539. for redshifts around 1 and larger (velocities around 2E5 km/s).  The
  540. true relation depends on the curvature of space, which is a whole other
  541. topic in itself (and has no clear answer).  The sense, though, is that
  542. infinite redshift, corresponding to a recession velocity equal to the
  543. speed of light, occurs at a finite distance.  This distance is the
  544. "radius of the observable Universe."  Nothing more distant than this can
  545. be observed, even in principle.
  546.  
  547. ------------------------------
  548.  
  549. Subject: H.04 How are galaxy distances measured?
  550. Author: Martin Hardcastle <m.hardcastle@bristol.ac.uk>
  551.  
  552. Galaxy distances must be measured by a complicated series of inferences
  553. known as the distance ladder.  We can measure the distances to the
  554. nearest stars by parallax, that is by the apparent motion of the star in
  555. the sky as a result of the Earth's motion round the Sun.  This technique
  556. is limited by the angular resolution that can be obtained.  The
  557. satellite Hipparcos will provide the best measurements, giving the
  558. parallax for around 100,000 stars.  At present parallax can be used
  559. accurately to determine the distances of stars within a few tens of
  560. parsecs from the Sun.  [ 1 parsec = 3.26 lt yrs.]
  561.  
  562. Statistical methods applied to clusters of stars can be used to extend
  563. the technique further, as can `dynamical parallax' in which the
  564. distances of binary stars can be estimated from their orbital
  565. parameters and luminosities.  In this way, or by other methods, the
  566. distance to the nearest `open clusters' of stars can be estimated;
  567. these can be used to determine a main sequence (unevolved
  568. Hertzsprung-Russell diagram) which can be fitted to other more distant
  569. open clusters, taking the distance ladder out to around 7 kpc.
  570. Distances to `globular clusters', which are much more compact clusters
  571. of older stars, can also have their distances determined in this way
  572. if account is taken of their different chemical composition; fitting
  573. to the H-R diagram of these associations can allow distance estimates
  574. out to 100 kpc.  All of these techniques can be checked against one
  575. another and their consistency verified.
  576.  
  577. The importance of this determination of distance within our own galaxy
  578. is that it allows us to calibrate the distance indicators that are used
  579. to estimate distances outside it.  The most commonly used primary
  580. distance indicators are two types of periodic variable stars (Cepheids
  581. and RR Lyrae stars) and two types of exploding stars (novae and
  582. supernovae).  Cepheids show a correlation between their period of
  583. variability and their mean luminosity (the colour of the star also plays
  584. a part) so that if the period and magnitude are known the distance can
  585. in principle be calculated.  Cepheids can be observed with ground-based
  586. telescopes out to about 5 Mpc and with the Hubble space telescope to at
  587. least 15 Mpc.  RR Lyrae stars are variables with a well-determined
  588. magnitude; they are too faint to be useful at large distances, but they
  589. allow an independent measurement of the distance to galaxies within 100
  590. kpc, such as the Magellanic Clouds, for comparison with Cepheids.  Novae
  591. show a relationship between luminosity at maximum light and rate of
  592. magnitude decline, though not a very tight one; however, they are
  593. brighter than Cepheids, so this method may allow distance estimates for
  594. more distant objects.  Finally, supernovae allow distance determination
  595. on large scales (since they are so bright), but the method requires some
  596. input from theory on how they should behave as they expand.  The
  597. advantage of using supernovae is that the derived distances are
  598. independent of calibration from galactic measurements; the disadvantage
  599. is that the dependence of the supernova's behaviour on the type of star
  600. that formed it is not completely understood.
  601.  
  602. The best primary distance indicators (generally Cepheids) can be used
  603. to calibrate mainly empirical secondary distance indicators; these
  604. include the properties of H II regions, planetary nebulae, and
  605. globular clusters in external galaxies and the Tully-Fisher relation
  606. between the width of the 21-cm line of neutral hydrogen and the
  607. absolute magnitude of a spiral galaxy.  These can all be used in
  608. conjunction with type Ia supernovae to push the distance ladder out to
  609. the nearest large cluster of galaxies (Virgo, at around 15--20 Mpc)
  610. and beyond (the next major goal is the Coma cluster at around 5 times
  611. farther away).  Other empirical estimators such as a galaxy
  612. size-luminosity relation or a constant luminosity for brightest
  613. cluster galaxies are of uncertain value.
  614.  
  615. The goal in all of this is to get out beyond the motions of our local
  616. group of galaxies and determine distances for much more distant
  617. objects which can reasonably be assumed to be moving along with the
  618. expansion of the universe in the Big Bang cosmology.  Since we know
  619. their velocities from their redshifts, this would allow us to
  620. determine Hubble's constant, currently the `holy grail' of
  621. observational cosmology; if this were known we would know the
  622. distances to _all_ distant galaxies directly from their recession
  623. velocity.  Sadly different methods of this determination, using
  624. different steps along the distance ladder, give different results;
  625. this leads to a commonly adopted range for H of between 50 and 100
  626. km/s/Mpc, with rival camps supporting different values.  There are a
  627. number of ongoing attempts to reduce the complexity of the distance
  628. ladder and thus the uncertainty in H.  One has been the recent (and
  629. continuing) use of the Hubble Space Telescope to measure Cepheid
  630. variables directly in the Virgo cluster, thereby eliminating several
  631. steps; this leads to a high (80--100) value of H, although with large
  632. uncertainty (which should hopefully be reduced as more results
  633. arrive).  Other groups are working on eliminating the distance ladder,
  634. with its large uncertainty and empirical assumptions, altogether, and
  635. determining the distances to distant galaxies or clusters directly,
  636. for example using the Sunyaev-Zeldovich effect together with X-ray
  637. data on distant clusters or using the time delays in gravitational
  638. lenses.  The early results tend to support lower values of H, around
  639. 50.
  640.  
  641. ------------------------------
  642.  
  643. Subject: H.05 When people speak of galaxies X billion light years
  644.     away, does this mean they are that far away now or were that
  645.     far away when the light left them?
  646. Author: William Keel <keel@bildad.astr.ua.edu>
  647.  
  648. Distance is indeed a slippery thing in an expanding universe such as ours.
  649. There are at least three kinds of distances:
  650.  
  651. * angular-diameter distance---the one you need to make the usual
  652.   relation
  653.       sine(angular size) = linear size/distance    
  654.   work;
  655.  
  656. * luminosity distance---makes the typical relationship
  657.       observed flux = luminosity / 4 pi (distance**2)    
  658.   work; and
  659.  
  660. * proper distance---the piece-by-piece distance the light actually
  661. travelled.
  662.  
  663. Of the three, the proper distance is perhaps the most sensible of the
  664. three. In this case, distance doesn't mean either when the light was
  665. emitted or received, but how far the light travelled. Since the
  666. Universe expands, we have been moving away from the emitting object so
  667. the light is catching up to us (at a rate set by the rate of expansion
  668. and our separation from the quasar or whatever at some fiducial
  669. time). You can of course turn this distance into an extrapolated
  670. distance (where the quasar or it descendant object is "today") but
  671. that gets very slippery.  Both special and general relativity must be
  672. taken into account, so simultaneity, i.e., "today," has only a limited
  673. meaning.  Nearby galaxies are pretty much where we see them; for
  674. example, the light from the Andromeda galaxy M31 has been travelling
  675. only about 0.01% of the usually estimated age of the Universe, so its
  676. distance from us would have changed by about that fraction, if nothing
  677. but the Hubble expansion affected its measured distance (which is not
  678. the case, because gravitational interactions between the Andromeda
  679. galaxy and our Galaxy affect the relative velocity of the two
  680. galaxies).
  681.  
  682. To muddy the waters further, observers usually express distances (or
  683. times) not in light-years (or years) but by the observable quantity
  684. the redshift.  The redshift is, by definition, the amount by which
  685. light from an object has been shifted divided by the emitted or
  686. laboratory wavelength of the light and is usually denoted by z.  For
  687. an object with a redshift z, one can show that (1+z) is the ratio of
  688. the scale size of distances in the Universe between now and the epoch
  689. when the light was given off.  Turning this into an absolute distance
  690. (i.e., some number of light-years) requires us to plug in a rate for
  691. the expansion (the Hubble constant) and its change with time (the
  692. deceleration parameter), neither of which is as precisely known as we
  693. might like.
  694.  
  695. As a result ages and distances are usually quoted in fairly round
  696. numbers. If the expansion rate has remained constant (the unrealistic
  697. case of an empty Universe), the age of the Universe is the reciprocal
  698. of the Hubble constant. This is from 10--20 billion (US, 10^9) years
  699. for the plausible range of Hubble constants.  If we account for the
  700. matter in the Universe, the Universe's age drops to 7--15 billion
  701. years.  A quick estimate of the look-back time (i.e., how long the
  702. light from an object has been travelling to us) for something at
  703. redshift z is 
  704.              t = (z/1+z)*1/H0 
  705. for Hubble constant H0. For example, the author has published a paper
  706. discussing a cluster of galaxies at z=2.4.  For the press release we
  707. quoted a distance of 2.4/3.4 x 15 billion light-years (rounded to 11
  708. since that 15 is fuzzy).
  709.  
  710. ------------------------------
  711.  
  712. Subject: H.06 What are QSO's ("quasars")?
  713. Author: Martin Hardcastle <m.hardcastle@bristol.ac.uk>
  714.  
  715. "Quasi-stellar objects" (or QSO's) are defined observationally as
  716. objects that appear star-like on photographic plates but have high
  717. redshifts (and thus appear extragalactic; see above).  The luminosity
  718. (if we accept that the redshift correctly indicates the distance) of a
  719. QSO is much larger than that of a normal galaxy, and many QSO's vary on
  720. time scales as short as days, suggesting that they may be no more than a
  721. few light days in size.  QSO spectra typically contain strong emission
  722. lines, both broad and narrow, so that the redshift can be very well
  723. determined.  In a few cases, a nebulosity reminiscent of stars in a
  724. normal galaxy has been detected around a QSO.  Quasars (a shortened
  725. version of "quasi-stellar radio source") were originally discovered as
  726. the optical counterparts to radio sources, but the vast majority of
  727. QSO's now known are radio-quiet.  Some authors reserve the term "quasar"
  728. for the radio-loud class and use the term "QSO" generically; others
  729. (especially in the popular literature) use "quasar" generically.
  730.  
  731. In the standard model, QSO's are assumed to lie at the centre of
  732. galaxies, and to form the most extreme example of the class of active
  733. galactic nuclei (AGN); these are compact regions in the centre of
  734. galaxies which emit substantially more radiation in most parts of the
  735. spectrum than would be expected from starlight.  From the energy
  736. output in QSO's, together with some guess at their lifetime (about
  737. 10^8 years) the mass of the central engine can be estimated as of
  738. order 10^7 solar masses or more (this is consistent with estimates of
  739. the masses of other, related types of AGN).  A compact, massive object
  740. of this kind is most likely (on our current understanding of physics)
  741. to be a black hole, and most astronomers would accept this as the
  742. standard assumption.  The luminosity ultimately derives from matter
  743. falling into the black hole and gravitational potential energy being
  744. converted to other forms, but the details are unexplained and very
  745. much an active research topic.
  746.  
  747. ------------------------------
  748.  
  749. Subject: H.07 Are the QSO's really at their redshift distances?
  750. Author: Martin Hardcastle <m.hardcastle@bristol.ac.uk>
  751.  
  752. It's often suggested that QSOs are not at the distances that would be
  753. inferred from their redshifts and from Hubble's law; this would avoid
  754. the enormous powers and necessity for general-relativistic physics in
  755. the standard model.  Many arguments of this type are flawed by a lack
  756. of consideration of the other types of galaxies and active galactic
  757. nuclei (AGN): unless it's believed that _no_ galaxy is at its redshift
  758. distance, i.e., that the whole concept of redshift is wrong, then we
  759. know that there are objects very similar to QSOs which _are_ at their
  760. redshift distances.  (Cosmological theories that overthrow the whole
  761. idea of redshift and the big bang are beyond the scope of this
  762. discussion, although several have been proposed based on the apparent
  763. spatial association of objects with very different redshifts.)
  764.  
  765. Another argument favoring QSOs being at their redshift distance comes
  766. from gravitational lensing.  Gravitational lenses occur when two
  767. objects are nearly aligned, and the mass of the foreground object
  768. lenses (magnifies and/or distorts) the background object.  In every
  769. gravitational lens for which redshifts are known, the galaxy (or
  770. galaxies) acting as the lens has a lower redshift than the galaxy
  771. being lensed.
  772.  
  773. A recent analysis of data available from the 2-degree field (2dF
  774. survey) also showed no evidence for a connection between galaxies and
  775. QSOs.  This analysis is particularly significant because the people
  776. who carried out the analysis spoke to proponents on both sides of the
  777. argument *before* conducting their analysis (Hawkins, Maddox, &
  778. Merrifield 2002, Mon. Not. R. Astron. Soc., vol. 336, p. L13).
  779.  
  780. More generally, though, like many arguments in science, this one also
  781. has an element of aesthetics.  The proponents of the standard model
  782. argue that the physics we know (general relativity, special
  783. relativity, electromagnetism) is sufficient to explain QSOs, and that,
  784. by Occam's razor, no model introducing new physics is necessary.  Its
  785. opponents argue either that there are features of QSOs which cannot be
  786. explained by the standard model or that the predictions of the
  787. standard model (and, in particular, its reliance on supermassive black
  788. holes) are so absurd as clearly to require some new physics.  A good
  789. deal of bad science has been put forward (on both sides) on sci.astro.
  790. Readers should be aware that the scientific community isn't as
  791. insanely conservative as some posters would have them believe, and
  792. that a number of other possibilities for QSO physics were considered
  793. and rejected when they were first discovered.  For example, the
  794. frequent suggestion that the redshifts of QSOs are gravitational does
  795. not work in any simple model.  Species having different ionization
  796. potentials ought to exist at different distances from the central
  797. source and thus should have different redshifts, but in fact emission
  798. lines from all species are observed to have the same redshift.
  799.  
  800. For examples of claims of galaxy-QSO associations, see papers by
  801. Stockton, either of the Burbidges, or Arp.  For additional, technical
  802. discussions of why these conclusions are not valid, see papers by
  803. Newman & Terzian; Newman, Terzian, & Haynes; and Hawkins, Maddox, &
  804. Merrifield (2002).
  805.  
  806. ------------------------------
  807.  
  808. Subject: H.08 What about apparent faster-than-light motions?
  809. Author: Martin Hardcastle <m.hardcastle@bristol.ac.uk>
  810.  
  811. The apparently faster-than-light motions observed in the jets of some
  812. radio-loud quasars have misled a number of people into believing that
  813. the speed of light is not really a limit on velocity and that
  814. astrophysics has provided a disproof of the theory of relativity.  In
  815. fact, these motions can be easily understood without any new physics;
  816. you just need trigonometry and the idea of the constancy of the speed of
  817. light.
  818.  
  819. Consider the situation shown in the diagram below.  A blob B of
  820. radio-emitting plasma starts at O and moves with velocity v at some
  821. angle a to our line of sight.  At a time t, B has moved across the sky
  822. a distance vt sin a.  The light from when it was at O has travelled a
  823. distance ct towards us (c is the speed of light).  But the light from
  824. its position at time t only has to travel an additional distance 
  825. (ct - vt cos a) to reach us. Thus we measure the time between the two
  826. events as (distance / speed of light) = t(1 - (v/c) cos a).  If we
  827. derive an apparent velocity by dividing the (measurable) transverse
  828. motion of the source by the measured time difference, we get
  829.  
  830.                  vt sin a               v sin a
  831. v(apparent) = ------------------  =  ---------------
  832.               t(1 - (v/c) cos a)     1 - (v/c) cos a
  833.  
  834.  
  835.                        ^     O          ^
  836.                        |     |\         |
  837.                        |     | \        |
  838.                        |     |  \       vt cos a
  839.                        |     | a \      |
  840.                        ct    |    \     |
  841.                        |     |     \    |
  842.                        |     |      B   v
  843.                        |     |          ^
  844.                        |     |          ct - vt cos a
  845.                        v     |          v
  846.  
  847.  
  848.  
  849.                             \_____I_____/
  850.                              (Earth, radio telescope)
  851.  
  852. This apparent velocity can clearly be greater than c if a is small and
  853. v is close to c.  There are other independent reasons for believing
  854. that the jets in radio-loud quasars have velocities close to c and are
  855. aligned close to the line of sight, so that this explanation is a
  856. plausible one.
  857.  
  858. ------------------------------
  859.  
  860. Subject: H.09 What's the Local Group?
  861. Author: Hartmut Frommert <spider@seds.org>, 
  862.     Christine Kronberg <smil@lrz.uni-muenchen.de>
  863.  
  864. This is "our" group of galaxies.  It was first recognized by Hubble,
  865. in the time of the first distance determinations and redshift
  866. measurements.
  867.  
  868. The Local Group contains the Andromeda Galaxy (M31) and its satellites
  869. M32 and M110, as well as the Triangulum galaxy (M33).  Other members
  870. (over 30 in all) include our Milky Way Galaxy, the Large and the Small
  871. Magellanic Cloud (LMC and SMC), which have been known before the
  872. invention of the telescope (as was the Andromeda Galaxy), as well as
  873. several smaller galaxies which were discovered more recently.  These
  874. galaxies are spread in a volume of nearly 10 million light years
  875. diameter, centered somewhere between the Milky Way and M31.
  876. Membership is not certain for all these galaxies, and there are
  877. possible other candidate members.
  878.  
  879. Of the Local Group member galaxies, the Milky Way and M31 are by for
  880. the most massive, and therefore dominant members. Each of these two
  881. giant spirals has accumulated a system of satellite galaxies, where
  882.  
  883. * the system of the Milky Way contains many (nearby) dwarf galaxies,
  884. spread all over the sky, namely Sag DEG, LMC, SMC, and the dwarf
  885. galaxies in Ursa Minor, Draco, Carina, Sextans (dwarf), Sculptor,
  886. Fornax, Leo I and Leo II; and
  887.  
  888. * the system of the Andromeda galaxy is seen from outside, and thus
  889. grouped around its main galaxy M31 in Andromeda, containing bright
  890. nearby M32 and M110 as well as fainter and more far-out NGC 147 and
  891. 185, the very faint systems And I, And II, And III, and, possibly, And
  892. IV.
  893.  
  894. The third-largest galaxy, the Triangulum spiral M33, may or may not be
  895. an outlying gravitationally bound companion of M31, but has itself
  896. probably the dwarf LGS 3 as a satellite.
  897.  
  898. The other members cannot be assigned to one of the main subgroups, and
  899. float quite alone in the gravitational field of the giant group
  900. members.  The substructures of the group are probably not
  901. stable. Observations and calculations suggest that the group is highly
  902. dynamic and has changed significantly in the past: The galaxies around
  903. the large elliptical Maffei 1 have probably been once part of our
  904. galaxy group.
  905.  
  906. As this shows, the Local Group is not isolated, but in gravitational 
  907. interaction, and member exchange, with the nearest surrounding groups, 
  908. notably:
  909.  
  910. * the Maffei 1 group, which besides the giant elliptical galaxy Maffei
  911. 1 also contains smaller Maffei 2, and is associated with nearby IC
  912. 342.  This group is highly obscured by dark dust near the Milky Way's
  913. equatorial plane.
  914.  
  915. * the Sculptor Group or South Polar Group (with members situated
  916. around the South Galactic pole), dominated by NGC 253; 
  917.  
  918. * the M81 group; and 
  919.  
  920. * the M83 group.
  921.  
  922. In the future, interaction between the member galaxies and with the
  923. cosmic neighborhood will continue to change the Local Group. Some
  924. astronomers speculate that the two large spirals, our Milky Way and
  925. the Andromeda Galaxy, may perhaps collide and merge in some distant
  926. future, to form a giant elliptical.  In addition, there is evidence
  927. that our nearest big cluster of galaxies, the Virgo Cluster, will
  928. probably stop our cosmological recession away from it, accelerate the
  929. Local Group toward itself so that it will finally fall and merge into
  930. this huge cluster of galaxies.
  931.  
  932. A table of the currently known Local Group member galaxies is at
  933. <URL:http://www.seds.org/messier/more/local.html>.  A (somewhat
  934. technical) review of the Local Group is at
  935. <URL:http://arXiv.org/abs/astro-ph/?0001040>.
  936.  
  937. ------------------------------
  938.  
  939. Subject: Copyright
  940.  
  941. This document, as a collection, is Copyright 1995--2003 by T. Joseph
  942. W. Lazio (jlazio@patriot.net).  The individual articles are copyright
  943. by the individual authors listed.  All rights are reserved.
  944. Permission to use, copy and distribute this unmodified document by any
  945. means and for any purpose EXCEPT PROFIT PURPOSES is hereby granted,
  946. provided that both the above Copyright notice and this permission
  947. notice appear in all copies of the FAQ itself.  Reproducing this FAQ
  948. by any means, included, but not limited to, printing, copying existing
  949. prints, publishing by electronic or other means, implies full
  950. agreement to the above non-profit-use clause, unless upon prior
  951. written permission of the authors.
  952.  
  953.  This FAQ is provided by the authors "as is," with all its faults.
  954. Any express or implied warranties, including, but not limited to, any
  955. implied warranties of merchantability, accuracy, or fitness for any
  956. particular purpose, are disclaimed.  If you use the information in
  957. this document, in any way, you do so at your own risk.
  958.