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科技日報記者 陸成寬
測量天體距離有了一把更好的量天尺。依托我國郭守敬望遠鏡的海量光譜數據，我國天文學家發現雙周期的天琴座RR型變星是最好的標準燭光，利用它的兩個周期，可以直接測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量星系到地球的距離成為現實。相關研究成果6月20日在線發表于《自然·天文》雜志。
標準燭光藝術圖
“當我們仰望星空，星星是如此遙遠，測量它們和我們的距離通常需要使用量天尺，即標準燭光。”陳孝鈿說，恒星中有兩種常用的標準燭光：年輕的造父變星和年老的天琴座RR型變星。
用作標準燭光的恒星的亮度是隨時間周期性變化的，并且周期與內在亮度之間呈現出線性的周光關系。“利用周光關系，我們可以得到這兩類恒星的內在亮度，然后通過比較內在亮度與觀測亮度，我們就可以計算出恒星和我們的距離。”陳孝鈿說。
使用這種方法，我們可以得到一個誤差為5%—10%的天體距離，但如果想得到更準的距離，則需要判斷標準燭光是否足夠標準。天文學家發現，恒星的內在亮度會受元素豐度的影響，也就是說，擁有不同重元素的恒星具有不同的內在亮度。因此，當我們想繼續減小天體距離的誤差時，就需要測量這些標準燭光的元素豐度。
然而，“元素豐度的測量成本較高，主要依靠光譜測量。我國的郭守敬望遠鏡已經獲得了數千萬條光譜，是世界上最大的光譜庫之一。但有光譜測量的天體仍然只是冰山一角，目前只有不到5個河外天體到地球的距離誤差小于2%。”陳孝鈿介紹。
“我們首次發現了雙周期天琴座RR型變星的多個周期與元素豐度之間的線性關系，進而建立了雙周期天琴座RR型變星的周光關系。”陳孝鈿說，基于該周光關系，星系到地球的距離誤差可以優化到1%—2%，同時高精度批量測量星系到地球的距離也將成為現實。
（中科院國家天文臺供圖）
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