人民網北京6月20日電 （記者趙竹青）北京時間6月20日，國際學術期刊《自然·天文》在線發表了中國科學院國家天文台陳孝鈿副研究員領銜完成的一項重要成果。研究團隊發現雙周期的天琴座RR型變星是最好的標准燭光，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。

一百年前，美國天文學家愛德文·哈勃測量了第一個河外星系仙女座大星雲的距離，從而確定了河外星系的存在，開創了星系天文學的研究。隨著技術的發展，天文學家已經能測量數百億光年之外的遙遠星系的距離，也知道了銀河系只是浩瀚宇宙中的一粒星塵。當前，天文學家關注的是如何更准地獲得一顆恆星、一個星系、甚至整個宇宙的距離。

當我們仰望星空，星星是如此遙遠，測量它們的距離通常需要使用量天尺，即標准燭光。標准燭光就像一盞已知功率的燈，它的內在亮度是一致的，離它越遠，就會感覺它越暗。觀測到標准燭光的亮度隨距離的平方降低。恆星中有兩種常用的標准燭光：年輕（千萬年）的造父變星和年老（百億年）的天琴座RR型變星。它們的內在亮度分別是太陽的上萬倍和一百倍。

如何知道這兩類恆星的內在亮度呢？這類恆星的亮度是隨時間周期性變化的，並且周期與內在亮度之間存在著線性的周光關系。利用周光關系，就可以得到這兩類恆星的內在亮度，然后通過內在亮度與觀測亮度的比較計算出距離。

使用這種方法可以得到一個誤差為5-10%的天體距離，但如果想得到更准的距離，則需要判斷標准燭光是否足夠標准。天文學家發現，恆星的內在亮度會受元素豐度的影響，也就是說，擁有不同重元素的恆星具有不同的內在亮度。

因為這個問題，當天文學家們想繼續減小天體距離的誤差時，就需要測量這些標准燭光的元素豐度。元素豐度的測量成本較高，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。然而，有光譜測量的天體仍然只是冰山一角。目前隻有不到5個河外天體的距離誤差小於2%。

陳孝鈿研究團隊利用我國郭守敬望遠鏡等數據，首次發現了雙周期天琴座RR型變星的多個周期與金屬豐度之間的線性關系，進而建立了雙周期天琴座RR型變星的周光關系。基於該周光關系，星系的距離誤差可以優化到1-2%。

據了解，我國空間站巡天望遠鏡將在未來兩年內升空，它將能發現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，人類有望看到一張精細的本星系群的三維直觀圖象，並能得到一個誤差在1%的哈勃常數。

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