【資料圖】
科技日?qǐng)?bào)記者 陸成寬
測(cè)量天體距離有了一把更好的量天尺。依托我國(guó)郭守敬望遠(yuǎn)鏡的海量光譜數(shù)據(jù)，我國(guó)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)雙周期的天琴座RR型變星是最好的標(biāo)準(zhǔn)燭光，利用它的兩個(gè)周期，可以直接測(cè)量星系到地球的距離，不再需要元素豐度的信息，這使得高精度批量測(cè)量星系到地球的距離成為現(xiàn)實(shí)。相關(guān)研究成果6月20日在線發(fā)表于《自然·天文》雜志。
標(biāo)準(zhǔn)燭光藝術(shù)圖
“當(dāng)我們仰望星空，星星是如此遙遠(yuǎn)，測(cè)量它們和我們的距離通常需要使用量天尺，即標(biāo)準(zhǔn)燭光。”陳孝鈿說(shuō)，恒星中有兩種常用的標(biāo)準(zhǔn)燭光：年輕的造父變星和年老的天琴座RR型變星。
用作標(biāo)準(zhǔn)燭光的恒星的亮度是隨時(shí)間周期性變化的，并且周期與內(nèi)在亮度之間呈現(xiàn)出線性的周光關(guān)系?！袄弥芄怅P(guān)系，我們可以得到這兩類恒星的內(nèi)在亮度，然后通過(guò)比較內(nèi)在亮度與觀測(cè)亮度，我們就可以計(jì)算出恒星和我們的距離。”陳孝鈿說(shuō)。
使用這種方法，我們可以得到一個(gè)誤差為5%—10%的天體距離，但如果想得到更準(zhǔn)的距離，則需要判斷標(biāo)準(zhǔn)燭光是否足夠標(biāo)準(zhǔn)。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，恒星的內(nèi)在亮度會(huì)受元素豐度的影響，也就是說(shuō)，擁有不同重元素的恒星具有不同的內(nèi)在亮度。因此，當(dāng)我們想繼續(xù)減小天體距離的誤差時(shí)，就需要測(cè)量這些標(biāo)準(zhǔn)燭光的元素豐度。
然而，“元素豐度的測(cè)量成本較高，主要依靠光譜測(cè)量。我國(guó)的郭守敬望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)獲得了數(shù)千萬(wàn)條光譜，是世界上最大的光譜庫(kù)之一。但有光譜測(cè)量的天體仍然只是冰山一角，目前只有不到5個(gè)河外天體到地球的距離誤差小于2%?！标愋⑩毥榻B。
“我們首次發(fā)現(xiàn)了雙周期天琴座RR型變星的多個(gè)周期與元素豐度之間的線性關(guān)系，進(jìn)而建立了雙周期天琴座RR型變星的周光關(guān)系。”陳孝鈿說(shuō)，基于該周光關(guān)系，星系到地球的距離誤差可以優(yōu)化到1%—2%，同時(shí)高精度批量測(cè)量星系到地球的距離也將成為現(xiàn)實(shí)。
（中科院國(guó)家天文臺(tái)供圖）
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