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“量天的尺子”

2019-11-05 天文

“量天的尺子”
 
有些变星,亮度变化的周期没有ú藁增二那么长。比如在仙王星座里有一颗变星,名叫造父一,它的亮度变化一次只要 5 天多的时间。这颗变星也是那位有志气、有能力的聋哑天文学家古德里克发现的。后来就把像这颗星那样,亮度变化周期比较短的变星叫做造父变星。造父变星的亮度变化一次的时间,短的只要一天半,最长的也不过 80 天。
 
造父变星有一个非常宝贵的特性,就是发光本领越强,亮度变化的周期越长。好比一个身体健壮的人,呼吸得平稳、缓慢。而发光本领差的造父变星,就好比是呼吸急促、喘个不停的病人,所以它们的亮度也就变化得快了。
 
什么是发光本领?原来,我们的眼睛看到的恒星亮度,并不是它们的真正亮度。这是因为,我们看到亮度是跟距离有关系的。一颗亮星,如果离得远,看起来反而比一颗不那么亮却离得近的星还暗些。所以,要比较恒星的真正亮度,就得想法使它们有一个共同的测量标准来比较。这样比出来越亮的恒星,发光本领才越强。
 
利用造父变星的这种特性,就可以确定出它们离我们的远近。比方说,有两颗造父变星,我们观察到它们的亮度变化周期一样长,那么它们的发光本领一定是一样强,真正亮度也一定是相同的。如果我们看到它们的亮度不相同,那就说明它们的距离不一样。根据我们所看到的亮暗程度,就可以计算出它们的距离远近。
 
更重要的是,如果在某一个天体的集体中有造父变星,那么,只要确定了造父变星的距离,也就等于知道了那个集体中其他天体的距离,因为它们和那颗造父变星相隔都不远。比如说,在银河系外面还有千千万万个银河系,它们都叫做河外星系。只要在一个河外星系中找到了造父变星,就可以利用它把那个星系的距离走出来了。
 
在天文学的研究工作中,测定天体与我们的距离是一个最基本的问题,可又是一个最困难的问题。我们在地面上能用尺子来量两点之间的距离,可是我们不可能运用这种办法去量一个天体离我们有多远。而造父变星却提供了一种巧妙的办法,能帮助我们测量出天体的距离。所以,它们也就得了一个好听的名称,叫做“量天的尺子”。