宇宙由数千亿个星系组成，对于邻近的星系，和我们的距离主要是由古典的造父变星和天琴座RR型变星（RR-Lyr）来测量。
图说：矮星系和球状星团的距离和元素丰度测量。 （来源：中国科学院国家天文台）
RR-Lyr变星是脉动变星，亮度是太阳的100倍，年龄是太阳的两倍多。 它们可作为测量星系距离的标准烛光，因为在相同元素丰度下，它们的脉动周期和光度之间存在紧密的关系。
天文学家发现，恒星的内在亮度受到元素丰度的影响，也就是说，拥有不同重元素的恒星具有不同的内在亮度。 因此，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，且依靠光谱测量。
中国科学院国家天文台的天文学家，首次发现了双周期RR-Lyr变星的多个周期与元素丰度之间的线性关系，进而建立了双周期RR-Lyr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%。 他们的研究发表在自然天文学期刊上。
大约5%的RR-Lyr变星的脉动周期不止一个，双周期的RR-Lyr变星是独一无二的，因为这两个周期与恒星的质量和元素丰度等特性有关。
该研究的第一作者Chen Xiaodian博士说：我们发现元素丰度可以用两个周期来表示，因此建立了一个独立于元素丰度的周光关系。 与元素丰度的测量相比，周期的测量既简单又准确。
共同作者Deng Licai博士说：我们的研究提供了一种方法，可以通过光度法单独获得附近星系的距离测量值，而不依赖于光谱观测，这将使高精度距离的星系样本增加20倍或更多。
双周期RR-Lyr变星是有价值的探测器，它不仅能提供可靠的距离测量，还能提供元素丰度的讯息。 未来几年，中国的太空站望远镜和薇拉·鲁宾天文台（Vera C. Rubin Observatory）将在邻近星系中发现数以万计的双周期RR-Lyr变星。 并利用双周期RR-Lyr变星的距离测量方法，天文学家希望得到本星系群的立体直观地图，并获得高精度的哈伯常数。 （编译/吴典谚）
资料来源：phys.org
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