Doktorsavhandlingen

1920 lade Knut Lundmark fram sin 78-sidiga doktorsavhandling plus 1 plansch (Magellanska molnen) med titeln The relations of the globular clusters and spiral nebulae to the stellar system: An attempt to estimate their parallaxes. Kungl. svenska vetenskapsakademiens handlingar. 60:8. Stockholm.

Tillsammans med legenden Heber D Curtis vid Lick-observatoriet, Mount Hamilton, Californien, var Lundmark vid denna tid en av de få företrädarna för galaxteorin, alltså att spiralnebulosorna i själva verket var avlägsna vintergator. "... By this time Curtis and Lundmark must be the only defenders of the island-universe theory..." skrev Adrian van Maanen i ett brev till Harlow Shapley 1921. Det var en korrekt sammanfattning.

A och O för diskussionen var hur avstånden kunde bestämmas. Genom att jämföra novors ljusstyrkor under maximum i M31 med dem i vår egen vintergata, kunde Lundmark placera M31 minst 650 000 ljusår bort (ungefär en fjärdedel av dagens moderna mätningar). Utgångspunkten var hans bestämning av deras absoluta maxmagnitud till cirka -7.

Lundmark såg det som en statistisk omöjlighet att de 11 novor som observerats i M31 inte tillhörde systemet; inga novor hade synts i området runt M31 på himlavalvet. Alltså måste de tillhöra himlakroppen.

Även andra "avståndsindikatorer" användes - t ex Wolfs fotografier av spiralers mörka stoftmoln, vars bredd  jämfördes med Vintergatans.

Även studierna av spiralernas skenbara storlekar ingick i hans bestämning av deras respektive avstånd. Utgångspunkten var att spiralerna var lika stora.

Avhandlingen är daterad Upsala Observatory 15 maj 1919 och summerar i fetstil Andromeda-spiralens parallax till:

0",0000051+/-0",0000018 (p.e.)

med ett viktat medelvärde på 0",0000060.

I ett Appendix tillägger Lundmark att sedan huvudarbetet slutförts har sammanlagt 15 novor observerats i M31, men de nytillkomna förändrar inte på någon avgörande punkt hans slutsatser.

I avhandlingen är Lundmark snubblande nära att införa begreppet supernova men nöjer sig med  att beskriva Hartwigs nova 1885  (= S And) som tillhörande "a giant type" medan övriga 14 beskrivs som "dwarfs". - Novor i andra spiraler än M31 tillhörde sannolikt denna krets av "the brightest kinds".

Ett sidoresultat av Lundmarks analyser var att Vintergatans dimensioner måste skrivas ner till kanske under 100 000 ljusår i diameter.

Diskussionen stod därefter och vägde ända tills Edwin Hubble säkrade en cepheidvariabel i M31 1924 - brevet med upptäckten och en ljuskurva (se ovan) fick Harlow Shapley, som menade att Vintergatan var ett gigantiskt stjärnsystem med spiralnebulosor som närbelägna "russin i vintergatskakan", att kasta in handduken och påpeka: 

- Here is the letter that has destroyed my universe.

Ett gott bevis på Lundmarks och Curtis vänskap och kollegialitet är det brev Curtis skrev 1938 till Lundmark - se under fliken "Brev" på denna hemsida.

 Lundmarks avhandling handlar om varken mer eller mindre än modern astronomisk historia, avhandlingen bidrog till ett klassiskt paradigmskifte av närmast copernikanskt snitt. Den citerades också av Curtis i "The Great Debate", den berömda diskussionen om island universe-teorins vara eller icke-vara mellan Curtis och Harlow Shapley.

Till en av Lundmarks specialiteter kom fortsättninsgvis att bli metagalaktiska avståndsindikatorer, hur bruket av novor, supernovor, superjättar, cepheider, klothopar etc kunde användas för att avståndsbestämma galaxer och galaxhopar. Hur långt astronomins "state of the art" kommit på området summerade han så sent 1956 i Vistas in Astonomy, Vol 2, artikeln "On Metagalactic Distance-Indicators".