宇宙天體之間距離非常遙遠，我們是如何測量出天體之間的距離？

宇宙中,在測量不知距離的星團、星系時,只要能觀測到其中的造父變星,就可以利用周光關系將星團、星系的距離確定出來。因此,造父變星也被稱為宇宙的“量天尺”變星,就是指亮度經常變化並且伴隨著其他物理變化的恒星。通常,多數恒星在亮度上幾乎都是固定的,以太陽來講,其亮度在11年的太陽周期中,只有0.1%的變化。但其他許多恒星的亮度都有顯著的變化,它們就屬於我們所說的變星。造父變星,是一類亮度隨時間呈周期性變化的變星。

造父變星是怎樣命名的

1784年,人們在仙王座發現了一顆變星,即仙王座的仙王座星,由於這是這種類型變星中被確認的第一顆,而中國古代又稱其為造父一,因此被叫作造父變星。

1908~1912年,美國天文學家勒維特在研究大麥哲倫星系和小麥哲倫星系時,在小麥哲倫星系中發現了25顆變星,它們的亮度越大,光變周期越大,非常有規律。於是,科學家經過研究最終發現,造父變星的亮度變化與它們的變化周期之間存在著確定的關系,即光變周期越長,平均光度越大,他們把這叫作周光關系,並得到了周光關系曲線。星等,是一個表示星體亮度的概念,其數值越大,說明星體越暗。

如何利用變星確定天體距離

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據觀測,造父一最亮時的星等是3.5,最暗時星等是4.4,它的光變周期非常准確,為5天8小時47分28秒。通常,造父變星的光變周期有長有短,但大多都處於1~50天之內,並且以~6天最多,當然也有長達一兩百天的。此,一顆30天周期的造父變星就要比太陽明亮4000外,造父變星都屬於巨星、超巨星倍,1天周期的也要比太陽明亮100倍,因此很容易利用它們的周光關系來測量其所在的星系的距離。如果兩顆造父變星的光變周期相同,則認為它們的光度就相同。此時,只要用其他方法測量出較近的這顆造父變星的距離,就可以由此知道周光關系的參數,進而測量出遙遠天體的距離。而以後在測量不知距離的星團、星系時,只要能觀測到其中的造父變星,就可以利用周光關系將星團、星系的距離確定出來。

由於造父變星本身亮度巨大,用它來測量遙遠天體的距離非常方便。而除了造父變星,其他的測量遙遠天體的方法還有利用天琴座RR型變星以及新星等方法。不過,天琴座亮度遠小於造父變星,測量範圍比造父變星還小得多,精確性也不如造父變星,因此比較少用。