点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:我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
首页> 光明科普云> 天文前沿 > 正文

我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

来源:光明网2023-06-22 10:03

  光明网讯(记者宋雅娟)6月20日,国际学术期刊《自然·天文》在线发表了中国科学院国家天文台陈孝钿副研究员领衔完成的一项重要成果。研究团队发现双周期的天琴座RR型变星是最好的标准烛光,利用它的两个周期来测量星系距离不再需要元素丰度的信息,这使得星系批量高精度测距得以实现。

  一百年前,美国天文学家爱德文·哈勃测量了第一个河外星系仙女座大星云的距离,从而确定了河外星系的存在,开创了星系天文学的研究。随着技术的发展,天文学家已经能测量数百亿光年之外的遥远星系的距离,我们也知道了银河系只是浩瀚宇宙中的一粒星尘。当前,天文学家关注的是如何更准地获得一颗恒星、一个星系、甚至整个宇宙的距离。

我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

标准烛光艺术图

  当我们仰望星空,星星是如此遥远,测量它们的距离通常需要使用量天尺,即标准烛光。标准烛光就像一盏已知功率的灯,它的内在亮度是一致的,当我们离它越远,就会感觉它越暗。我们观测到标准烛光的亮度随距离的平方降低(图1)。恒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一百倍。

  我们如何知道这两类恒星的内在亮度呢?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。利用周光关系,我们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度。

我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

本星系群的三维艺术图

  因为这个问题,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。元素丰度的测量成本较高,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。然而,有光谱测量的天体仍然只是冰山一角。目前只有不到5个河外天体的距离误差小于2%。

  陈孝钿研究团队利用我国郭守敬望远镜等数据,首次发现了双周期天琴座RR型变星的多个周期与金属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。基于该周光关系,星系的距离误差可以优化到1-2%。

  我国空间站巡天望远镜将在未来两年内升空,它将能发现近百个近邻星系中的双周期天琴座RR型变星。利用该成果的方法,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的三维直观图象(图2),并能得到一个误差在1%的哈勃常数。

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 中央军委举行晋升上将军衔仪式

  • “粤车南下”入境香港市区正式实施

独家策划

推荐阅读
我国自主设计建造的全球首制甲醇双燃料动力智能超大型油轮“凯拓”轮22日在辽宁大连成功交付。
2025-12-23 09:54
中国科学院大连化学物理研究所副研究员方光宗、研究员潘秀莲团队在乙炔氢氯化制氯乙烯研究领域取得新进展。
2025-12-23 09:53
《自然》杂志网站12月18日刊发文章,展望了2026年值得关注的科学事件,涉及人工智能(AI)、基因编辑和太空探索等多个领域。中国计划于2026年发射嫦娥七号探测器,目标是在布满岩石与陨石坑、着陆难度极大的月球南极附近着陆。
2025-12-23 09:52
9月30日,中国科学院上海应用物理研究所原所长徐洪杰去世半个月后,一场以追思和战略研讨为主题的“务虚会”在研究所召开。
2025-12-23 09:47
种子是“农业芯片”。精准设计育种这盘大棋,在科技工作者手中,正下得风生水起。
2025-12-23 03:05
12月17日,《自然》发布2025年值得关注的七大暖心科学故事,从基因编辑的多项突破,到传染病的快速防控,再到政策层面的重大胜利,都让人们为这一年感到高兴。
2025-12-22 09:57
记者21日从中国科学院大连化学物理研究所获悉,该所研究员李先锋团队在溴基多电子转移液流电池新体系研究方面取得新进展。
2025-12-22 09:56
微波加热,是维持“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)上亿摄氏度高温的核心技术之一。
2025-12-22 09:52
12月19日,《科学》在线发表了这项由中国科学家领衔的重要研究成果。
2025-12-22 09:50
记者了解到,作为农业科技“国家队”,近年来,该院依托西部中心,组建了高品质棉花生产模式、作物生物安全与防控等16支创新团队,把百余项技术成果转化运用到新疆这片热土。
2025-12-22 02:45
由我国多家研发单位联合完成的两项降糖减重药物Ⅲ期临床研究成果,北京时间18日在线发表于国际科学顶级学术期刊《自然》(《Nature》)。
2025-12-19 09:51
一个国际团队12月17日发表于《自然》的研究显示,70岁以上人群中,近1/10患有阿尔茨海默病。
2025-12-19 09:51
近日,“大国重器”中国天眼(FAST)又传来好消息。截至2025年11月5日,它已发现脉冲星1170颗,远超同期其他望远镜发现总数。
2025-12-19 09:48
国家自然科学基金重大非共识项目日前正式启动试点,首批遴选出3项建议资助项目,支持科研人员在国际科技竞争“无人区”开辟研究方向。
2025-12-19 09:47
《物理世界》日前公布“2025年度十大科学突破”榜单,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心张广宇团队主导的“首例二维金属制备”成果成功入选。
2025-12-19 09:45
中国科学技术大学教授潘建伟、张强等组成的研究团队与济南量子技术研究院、中国科学院半导体研究所等单位合作,通过混合集成分布式反馈激光器与薄膜铌酸锂光子芯片,成功实现了电泵浦片上集成的高亮度偏振量子纠缠光源,向集成化量子信息处理迈出重要一步。
2025-12-18 10:02
肺鱼,一种可以“绝境求生”的神奇生物,部分种类能在缺水时躲入泥中使用肺呼吸,直到雨季才复苏。借助高精度CT扫描与三维重建技术,乔妥、崔心东与团队其他成员对云南古嵴鱼展开了细致的关键形态特征观察。
2025-12-18 10:00
气温下降容易影响呼吸系统和循环系统。
2025-12-18 09:59
在这些应用成果中,人工智能大模型赋予机器人“大脑”,具身智能赋予机器人“小脑”与“四肢”,让它们学会像人一样思考和行动。蒸汽机延伸了人类的体能,计算机延伸了人类的智能,具身智能意味着一个“人机共生”的新纪元——机器人不再是冷冰冰的机器,而是生产生活中的得力伙伴。
2025-12-18 09:50
其中,“泛在操作系统”“高性能制造”“深部固体资源流态化开采”“超级微创手术”4项体系化新名词,均为我国科学家率先提出。超级微创手术经由自然腔道、隧道、穿刺通道、多腔隙通道,构建起覆盖全器官系统的技术体系。
2025-12-18 09:49
加载更多