科技日报记者 陆成宽
测量天体距离有了一把更好的量天尺。依托我国郭守敬望远镜的海量光谱数据，我国天文学家发现双周期的天琴座RR型变星是最好的标准烛光，利用它的两个周期，可以直接测量星系到地球的距离，不再需要元素丰度的信息，这使得高精度批量测量星系到地球的距离成为现实。相关研究成果6月20日在线发表于《自然·天文》杂志。
标准烛光艺术图
“当我们仰望星空，星星是如此遥远，测量它们和我们的距离通常需要使用量天尺，即标准烛光。”陈孝钿说，恒星中有两种常用的标准烛光：年轻的造父变星和年老的天琴座RR型变星。
用作标准烛光的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呈现出线性的周光关系。“利用周光关系，我们可以得到这两类恒星的内在亮度，然后通过比较内在亮度与观测亮度，我们就可以计算出恒星和我们的距离。”陈孝钿说。
使用这种方法，我们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度。因此，当我们想继续减小天体距离的误差时，就需要测量这些标准烛光的元素丰度。
然而，“元素丰度的测量成本较高，主要依靠光谱测量。我国的郭守敬望远镜已经获得了数千万条光谱，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个河外天体到地球的距离误差小于2%。”陈孝钿介绍。
“我们首次发现了双周期天琴座RR型变星的多个周期与元素丰度之间的线性关系，进而建立了双周期天琴座RR型变星的周光关系。”陈孝钿说，基于该周光关系，星系到地球的距离误差可以优化到1%—2%，同时高精度批量测量星系到地球的距离也将成为现实。
（中科院国家天文台供图）