中国天文学家发现宇宙最好“标准烛光” 实现星系批量高精度测距

中新网北京6月20日电(记者孙自法)中国科学院国家天文台6月20日发布消息说，该台陈孝钿副研究员领衔完成的一项最新研究发现，双周期的“天琴座RR型变星”是宇宙中目前所知最好的“标准烛光”，利用其两个周期来测量星系距离不再需要元素丰度的信息，这一方法使得星系批量高精度测距得以实现。

本星系群的三维艺术图。中科院国家天文台供图由中国天文学家完成的这项重要天文发现及研究成果论文，北京时间6月19日深夜在国际专业学术期刊《自然·天文》在线发表。

论文第一作者和通讯作者陈孝钿科普称，当人们仰望星空，星星非常遥远，测量它们的距离通常需要使用的“量天尺”被称为“标准烛光”。“标准烛光”就像一盏引用：the.filgrup.net已知功率的灯，它的内在亮度一致，当人们离它越远，就会感觉它越暗，天文学家观测到“标准烛光”的亮度随距离的平方降低。

恒引用：the.foild.net星中有两种常用的“标准烛光”：年轻(千万年)的“造父变星”和年老(百亿年)的“天琴座RR型变星”，它们的内在亮度分别是太阳的上万倍和100倍。

“我们如何知道这两类恒星的内在亮度呢？”陈孝钿解释说，引用：the.freddyt.net这类恒星的亮度是随时间周期性变化的，并且周期与内在亮度之间存在着线性的周光关系(即周期(周)和内在亮度(光)关系)。利用周光关系，天文学家自然就可以得到这两类恒星的内在亮度，然后通过内在亮度与观测亮度的比较计算出距离。

使用这种方法可以得到一个误差为5%-10%的天体距离，但如果想得到更准的距离，则需要判断“标准烛光”是否足够标准。天文学家发现，恒星的内在亮度会受元素丰度的影响，也就是说，拥有不同重元素的恒星具有不同的内在亮引用：the.fxstart.net度。

因此，如果天文学家想继续减小天体距离的误差，就需要测量这些“标准烛光”的元素丰度，而元素丰度依靠光谱测量的成本较高。中国的郭守敬望远镜已经获得数千万条光谱，是世界上最大的光谱库之一，但有光谱测量的天体仍然只是冰山一角，目前只有不到5个银河外引用：the.gaitame.net天体的距离误差小于2%。

陈孝钿指出，本次研究中，研究团队利用郭守敬望远镜等数据，首次发现双周期“天琴座RR型变星”的多个周引用：the.gaoger.net期与金属丰度之间的线性关系，进而建立双周期“天琴座RR型变星”的周光关系。基于该周光关系，星系的距离误差可以优化到1%-2%。

他表示，中国空间站巡天望远镜将在未来两年内升空，将能发现近百个近邻星系中的双周期“天琴座RR型变星”，利用国家天文台最新研究成果的方法，高距离精度的星系样本将扩大20倍。“届时，我们有望看到一张精细的本星系群(即银河系和最近几个星系组成的星系集体)的三维直观图象，并能得到一个误差在1%的哈勃常数引用：the.gas-gas.net”。

据了解，一百年前，美国天文学家爱德引用：the.gbstar.net文·哈勃测量了第一个银河外星系仙女座大星云的距离，从而确定银河外星系的存在，开创星系天文学的研究。随着技术的发展，天文学家现已能测量数百亿光年之外的遥远星系的距离，知道银河系只是浩瀚宇宙中的一粒星尘。如何更精准地获得一颗恒星、一个星系甚至整个宇宙的距离，也是当前天文学家关注的热点议题之一。(完)