“標準燭光”藝術圖。　中科院國家天文台 供圖

　　中新網北京6月20日電 (記者 孫自法)中國科學院國家天文台6月20日發布消息說，該台陳孝鈿副研究員領銜完成的一項最新研究發現，雙周期的“天琴座RR型變星”是宇宙中目前所知最好的“標準燭光”，利用其兩(liang) 個(ge) 周期來測量星係距離不再需要元素豐(feng) 度的信息，這一方法使得星係批量高精度測距得以實現。

　　本星係群的三維藝術圖。　中科院國家天文台 供圖

　　由中國天文學家完成的這項重要天文發現及研究成果論文，北京時間6月19日深夜在國際專(zhuan) 業(ye) 學術期刊《自然·天文》在線發表。

　　論文第一作者和通訊作者陳孝鈿科普稱，當人們(men) 仰望星空，星星非常遙遠，測量它們(men) 的距離通常需要使用的“量天尺”被稱為(wei) “標準燭光”。“標準燭光”就像一盞已知功率的燈，它的內(nei) 在亮度一致，當人們(men) 離它越遠，就會(hui) 感覺它越暗，天文學家觀測到“標準燭光”的亮度隨距離的平方降低。

　　恒星中有兩(liang) 種常用的“標準燭光”：年輕(千萬(wan) 年)的“造父變星”和年老(百億(yi) 年)的“天琴座RR型變星”，它們(men) 的內(nei) 在亮度分別是太陽的上萬(wan) 倍和100倍。

　　“我們(men) 如何知道這兩(liang) 類恒星的內(nei) 在亮度呢？”陳孝鈿解釋說，這類恒星的亮度是隨時間周期性變化的，並且周期與(yu) 內(nei) 在亮度之間存在著線性的周光關(guan) 係(即周期(周)和內(nei) 在亮度(光)關(guan) 係)。利用周光關(guan) 係，天文學家自然就可以得到這兩(liang) 類恒星的內(nei) 在亮度，然後通過內(nei) 在亮度與(yu) 觀測亮度的比較計算出距離。

　　使用這種方法可以得到一個(ge) 誤差為(wei) 5%-10%的天體(ti) 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(nei) 在亮度會(hui) 受元素豐(feng) 度的影響，也就是說，擁有不同重元素的恒星具有不同的內(nei) 在亮度。

　　因此，如果天文學家想繼續減小天體(ti) 距離的誤差，就需要測量這些“標準燭光”的元素豐(feng) 度，而元素豐(feng) 度依靠光譜測量的成本較高。中國的郭守敬望遠鏡已經獲得數千萬(wan) 條光譜，是世界上最大的光譜庫之一，但有光譜測量的天體(ti) 仍然隻是冰山一角，目前隻有不到5個(ge) 銀河外天體(ti) 的距離誤差小於(yu) 2%。

　　陳孝鈿指出，本次研究中，研究團隊利用郭守敬望遠鏡等數據，首次發現雙周期“天琴座RR型變星”的多個(ge) 周期與(yu) 金屬豐(feng) 度之間的線性關(guan) 係，進而建立雙周期“天琴座RR型變星”的周光關(guan) 係。基於(yu) 該周光關(guan) 係，星係的距離誤差可以優(you) 化到1%-2%。

　　他表示，中國空間站巡天望遠鏡將在未來兩(liang) 年內(nei) 升空，將能發現近百個(ge) 近鄰星係中的雙周期“天琴座RR型變星”，利用國家天文台最新研究成果的方法，高距離精度的星係樣本將擴大20倍。“屆時，我們(men) 有望看到一張精細的本星係群(即銀河係和最近幾個(ge) 星係組成的星係集體(ti) )的三維直觀圖象，並能得到一個(ge) 誤差在1%的哈勃常數”。

　　據了解，一百年前，美國天文學家愛德文·哈勃測量了第一個(ge) 銀河外星係仙女座大星雲(yun) 的距離，從(cong) 而確定銀河外星係的存在，開創星係天文學的研究。隨著技術的發展，天文學家現已能測量數百億(yi) 光年之外的遙遠星係的距離，知道銀河係隻是浩瀚宇宙中的一粒星塵。如何更精準地獲得一顆恒星、一個(ge) 星係甚至整個(ge) 宇宙的距離，也是當前天文學家關(guan) 注的熱點議題之一。(完)