中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)天文測距最好標準燭光 實現(xiàn)星系批量高精度測距

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　　本報北京6月20日電 記者齊芳從中國科學(xué)院國家天文臺獲悉，國際學(xué)術(shù)期刊《自然·天文》在線發(fā)表了中國科學(xué)院國家天文臺陳孝鈿副研究員領(lǐng)銜完成的一項重要成果——研究團隊發(fā)現(xiàn)雙周期的天琴座RR型變星是最好的標準燭光，利用它的兩個周期來測量星系距離不再需要元素豐度的信息，這使得星系批量高精度測距得以實現(xiàn)。

　　浩瀚宇宙，何以丈量?天文學(xué)家的答案是用標準燭光。標準燭光是指宇宙中已經(jīng)知道光度的天體。恒星中有兩種常用的標準燭光：年輕(千萬年)的造父變星和年老(百億年)的天琴座RR型變星。它們的內(nèi)在亮度分別是太陽的上萬倍和100倍。

　　陳孝鈿解釋：“它就像一盞已知功率的燈，內(nèi)在亮度是一致的。但當我們離它越遠，觀測到它的亮度就越暗?！币话闱闆r下，天文學(xué)家們利用周光關(guān)系來確定恒星的內(nèi)在亮度——這兩類恒星的內(nèi)在亮度隨時間周期性變化，且兩者之間存在著線性的周光關(guān)系。利用周光關(guān)系，我們自然就可以得到這兩類恒星的內(nèi)在亮度，然后通過內(nèi)在亮度與觀測亮度的比較計算出距離。

　　不過，使用這種方法只能得到一個誤差為5%至10%的天體距離，如果想得到更精確的距離，就需要判斷標準燭光是否足夠標準。那么，怎么知道恒星夠不夠“標準”?天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，恒星的內(nèi)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(nèi)在亮度。要想知道精確的元素豐度，就要依靠光譜測量。而這個方法有一個缺點——貴。

　　我國的郭守敬望遠鏡已經(jīng)獲得了數(shù)千萬條光譜，是世界上最大的光譜庫之一。這讓我國科學(xué)家有了領(lǐng)先一步的機會。陳孝鈿研究團隊利用郭守敬望遠鏡等數(shù)據(jù)，首次發(fā)現(xiàn)了雙周期天琴座RR型變星的多個周期與金屬豐度之間的線性關(guān)系，進而建立了雙周期天琴座RR型變星的周光關(guān)系?；谠撝芄怅P(guān)系，星系的距離誤差可以優(yōu)化到1%至2%。

　　我國空間站巡天望遠鏡將在未來兩年內(nèi)升空，它將能發(fā)現(xiàn)近百個近鄰星系中的雙周期天琴座RR型變星。利用該成果的方法，高距離精度的星系樣本將擴大20倍。屆時，我們有望看到一張精細的本星系群——也就是我們銀河系所在的一群星系的三維直觀圖象，并能得到一個誤差在1%的哈勃常數(shù)。

來源：光明日報