100亿光年从何而来.pdf

科学奥林 匹克 光年 徊 圃 ◎ 晓 泓 天体距离测定是天文学上最为重要 、也最为 困难 称为周光关系零 点)，由周光关系就可求得变星 的 ， 的 问题之一 ，原 因在于天体 的距离太过遥远 。尽管如 再进而利用另一个可观测量——变星 的平均视星等 rn， 此 ．天文学家想尽各种办法成功测 出了远至 100多亿 以及物理关系 m—M=51gr-5，便可算出变星 的距离 r。周 光年之天体 的距离 。 光关 系可用 于测距 ，故称 为标距 关 系 ，造父 变星则 可称 为标距天体 ，而只要能找到某类标距天体和相应 的标 绝 对 测 定和 相3-,I测 定 距关系 ，便可测定天体 的距离 。 天体 距离可 有绝对 测定和相对 测定两种不 同的途 上述 由光度 (即绝对星等 )确定 的距离称为光度距 径 ．其方法 之基本 原理是 不一样 的。 离 。以别于 由视差测定得到的几何距离 。由造父变星周 如天体 的距离 r与可 观测 量 Z之 间存在某种关 光关 系确 定天体 的光度距离 ，其适用范 围最远可达 系 ，那 么这 种 关 系可 表达 为 显 函数 r= 如 )，或 隐 函数 5000万光年左右 ，再远便无 能为力 ，因为在 5000万光 F(r，如 )=0，其 中 a为常数 ，函数 厂(或 F，下 同)的具体 年之#1-造父 变星就看 不 到 了。 形式 取决于 r与 Z之 间 的几 何或 物理关 系 。一般来 说 ， 另 一条测 定天体 光度距 离 的途径 是利用所 谓 “标 式 中的可观测 量和 常数可 以不 止 1个 。 准烛光 ”。宇宙之大 ，恒 星无数 ，其光度差异甚 巨。但 是 ， 所谓 “绝对测定 ”，是指无需借助其他方法就 能直 如能从 中找 出某一类恒星 ，且能证实它们有确定的光 接确 定天体 的距离 ，这时函数． 厂中常数 a的数值是 已 度 ，或光度差异甚小 ，那么便有望用于天体 的距离测 知 的确定值 。如利用周年视差 7r确定恒 星 的距离 ，便 定 。具体做法是 ，对于邻近的该类恒星 ，用其他方法测 是一种最基本 的绝对测定方法 (参见本刊 2009年第 3 得它们 的距离 ，并进而 由视星等 m 得 出其绝对星等 期 中 影《响天体视位置 的复杂因素》一文 )。如距离 以秒 ， 这一步就是对 值进 行定标 。于是 ，对未知距离的 差距 (pc)为单位 ，视差用角秒 (”)为单位 ，则恒 星距离 远处 同类恒 星来说 ，只要测得它们 的视星等 ，便可利用 和视差之间有着最简单的几何关系 r=仃～，其 中 丌是可 已知的绝对星等 ，来推算 出远天体 的距离 。不难理 观测量 ，幂指数一1便可看作关 系式 中的常数 ，它是 唯 解 ，这种方法属于距离的相对测定 ，但不涉及任何标距 一 确 定 的 ，与 仃 及 其测 定精 度无 关 ，不 过 这 种 方 法 的 关系 ，而有确定光度 的恒星便是标距 天体 ，亦称标准烛 测距范 围很有 限。 目前 已经 找到 了一些可 用于 几亿 光 光 ，标 准烛 光 的光 度越 大 ，测距 的范 围越远 。 年 、甚至更远天体 的绝对测距方法 ，但 只能用于少数特 在各类天体 中，光度最大的恒 星级标准烛光 当推 定 的场合 。 超新星 。超新星爆发 时 ，亮度在短时 间 内可增大上亿倍 相对 测距 法 的情 况有所 不 同 。尽 管 同样 可 以 由 r 或更大 ，原本 肉眼不可见 的暗星 ，在不长时 间内会增