造父变星周光关系之实测研究进展

造父变星周光(PL)关系对于宇宙距离尺度研究和哈勃常数测定具有重要意义,所涉及的内容颇为广泛,可包括两类不同星族造父变星的PL关系,PL关系的绝对定标,周光色(PLC)关系,PL关系的金属度效应,多波段PL关系,极大光度PL关系和多相PL关系,以及非线性形式的PL关系,等等。

经典造父变星的银河系运动学研究

利用视向速度资料和依巴谷星表的自行资料，研究了经典造父变星的银河系运动学问题．采用Ｏｇｏｒｏｄｎｉｋｏｖ－Ｍｉlnｅ三维运动学模型，获得银河系旋转速度Ｖ０＝２４０．５±１０．２ｋｍ／ｓ（取太阳至银心距离为８．５ｋｐｃ）同时发现，在太阳附近沿银河系旋转方向存在一种收缩运动，其值((V(/(()／Ｒ＝－２．６０±１．０７ｋｍｓ－１kｐｃ－１．本文分析了产生这种收缩运动的原因．另外，得出太阳运动速度Ｓ＝１８．７±０．８６ｋｍ／ｓ向点＝５４．４°±２．９°＝＋２６．６°±２．

依巴谷星表中的经典造父变星及其距离尺度

依巴谷星表给出了223颗经典造父变星的天体测量和光度观测资料。根据近年来的光谱和光度观测成果，从不同渠道收集了有关视向速度和光度等资料。基于Feast和Catchpole建立的PL关系，给出造父变星的距离估计。

造父变星大家族

庞大的造父变星家族中住着许多成员,它们享有不同的名字与相似的性格。这把“量天尺”的历史已过百年,与天文研究息息相关,无论是从过去还是到未来。大家熟悉的造父变星,实际属于一个恒星大家族。它们有固定的住所,住着一群兄弟姐妹;它们有相似的特点,家族成员的光度随时间有周期性变化;它们也有不同的质量和年龄。由于造父变星是其中的大个子和大明星,我们就称这个大家族为“造父变星”大家族吧。

造父变星周光关系的发现者:亨丽爱塔·勒维特

亨丽爱塔·勒维特是美国天文学家,她一生致力于探索变星,观测到近2400颗造父变星。在观测变星的过程中,她还发现了造父变星周光关系,即在距离相同的情况下,造父变星的绝对亮度与光变周期成正比,这一发现使得宇宙间测距的数量级提高到百万光年。通过细述这位天文学家坎坷的科学生涯和她在恒星天文学方面做出的巨大贡献,呈现出女性在天文学发展中的重要地位与作用。

造父变星为什么有周期性?它们的周期和亮度为什么呈正比?

造父变星(cepheid)是以造父一(仙王座5)为代表的一类非常明亮的特殊变星。美国天文学家勒维特发现,它的光度(真正的发光能力)会发生周期性变化,而且周期和光度呈正比。因此,可以根据造父变星的光变周期推算它们的光度。再通过实际观测到的亮度和光度进行比较,就能得到造父变星及其寄主星系与地球的距离。

造父变星：夜空中的度量衡

看到“造父变星”四个字，也许就有不少少年朋友开始好奇，为什么星星要取这么奇怪的名字呢？这是因为人类曾在仙王座中发现了一颗与众不同的星星，而且它还是一颗变星。在中国，这颗星又叫“造父一”，于是科学家们就把这类星体统称为“造父变星”。

造父变星的测距功能

造父变星因其测距功能而闻名遐迩，享有”量天尺“之美誉。在天体距离测定的诸多方法中，只要造父变星之”鞭长所及”，由其周光关系所确定的天体距离往往有着最高的精度。事实上，除利用周光关系外，还可以通过其他一些途径来测定造父变星及其母星系的距离。

星星到底有多远（3）造父变星何以成为“量天尺”

变星和脉动变星 大千世界中恒星的光度并不总是恒定不变的，少数恒星的发光本领（光度）会随时间而发生变化，因而从地球上观测到的恒星的亮度也会出现变化，这类恒星称为变星。变星的光变特性，包括亮度变化的范围（幅度）和规律，可以有很大的差异。

恒星亮度及“量天尺”造父变星

1、研究恒星的亮度 测量恒星视差的三角视差法是天文学家测量近距恒星距离的主要方法之一。天文学家只要拍摄两张相距半年的恒星及其背景星的照片，就可找到待测恒星的视位移，进而得出三角视差及其恒星的距离。

δScuti变星和相关天体

δ Scuti型变星是赫罗图上 A3～F5区间的主序及其以上的一种周期短于0.3 d的单周期或多周期小变幅脉动变星。与它们相关的变星有矮造父变星、γDol变星、蓝离散星、金属线星、A型特殊星、λ Boo变星和 δ Del变星。有些赫比格Ae/Be星也存在类似的脉动。对自 1964年起的研究工作进行了系统的总结,给出了1995年后新发现的相关变星数和最可靠的周期变化表,提出应当用双星轨道光时效应来解释实测得到的变星周期变化中的幅度很大的成分。统计表明自转越快变幅越小,因此年轻星团中不可能存在大变幅变星。变幅随周期的分布有3个极大值,最大变幅是周期0.17d处的1.0mag。恒星系统内变星的平均周期越短系统的年龄越大,金属丰度也越低。

图解邻近星系

1925年,埃德温·哈勃首次辨认出M31中的造父变星,从此“仙女座大星云”升级为“仙女座大星系”。宇宙的范畴也由银河系推向更加遥远广袤的区域,在那里有着无数与我们所在银河系的形态或相似或迥异的各类星系。在万有引力的作用下,星系与星系之间会聚集在一起形成一个个星系集团,规模较小的称为星系群,规模较大的称为星系团。我们的银河系所处的星系集团称为本星系群。

球对称恒星的引力平衡与平衡态附近的振荡

根据球对称恒星引力与压力间的平衡 ,用半定量方法得到了恒星振动周期与其平均密度的关系。

哈勃常数的今昔

河外星系红移和距离的线性关系,即星系谱线红移越大、星系距离越远的观测现象,称为哈勃定律。它的发现和确认是二十世纪天文学中最重大的事件之一。哈勃定律被当作一把量天尺,广泛应用于本星系群以外,远于4百万秒差距的星系距离的测定。它是目前测定100百万秒差距以远的一切星系和星系团距离最有效的手段。宇宙学家普遍认为红移一距离关系是人们观测到的宇宙膨胀的证据,从而改变了静态宇宙结构的先验关念。在承认谱线红移是天体运动的多普勒效应的前提下,红移z和视向速度v的关系是:

变光天体回光测距之现状

恒星周围的星际尘埃云能反射星光而为观测者所窥见,这一现象称为回光,而对变星回光的观测研究可用于变星距离的绝对测定,包括尺度距离和速度距离。对此类方法的基本原理、迄今所得到的若干测距结果,以及有关问题做了简要的介绍和讨论。

天文学研究方法模式的演化

在一定的历史时期,科学研究方法遵循一定的模式,此模式则与当时的社会生产水平和哲学思潮相应。本文历史地叙述了天文学研究的方法模式:它们的发生、发展、相互更替和演化,以及在天文科学进步中所起的作用。

变光天体之回光测距

利用变光天体的回光效应测定辐射源距离的思想，至今仅有30多年的历史，它为天体距离的绝对测定提供了一条独立的途径，并已就个别银河系和近距河外星系中的变星测距取得了颇有价值的结果。

利用新编依巴谷天体测量资料研究银河系运动

根据最近发表的新编依巴谷星表数据,重新研究了经典造父变星周光关系零点问题.利用运动学模型对自行数据和视向速度分别拟合奥尔特常数及本地静止标准的旋转速度,得到太阳的银心距R_0=8.0±0.8kpc.从太阳附近的旋转曲线,发现银河系盘的引力势具有弱椭圆分布的迹象.通过一个简单的非对称模型,得到太阳附近盘引力势的椭率∈(R_0)=0.067±0.036,其短轴指向φb=32°±15°.

宇宙:从开始到最后

我们的宇宙正在加速膨胀,1000亿年以后,除了我们所在的银河系,所有星系都将消散,人们看到的宇宙将空无一物宇宙的形成和演变宇宙是由空间、时间、物质和能量所构成的统一。随着文明的进步和科技的发展,我们对宇宙的认识也慢慢地步入了正轨,至少得到了部分的证实。公元2世纪,托勒密提出了一个完整的地心说;1543年。

哈勃（Hubble，Edwin Powell，1889-1953）美国天文学家（Astronomer，America）

哈勃在芝加哥大学学习时，受天文学家海尔启发开始对天文学发生兴趣。在获得天文学哲学博士学位后，便专心研究河外星系并作出新发现。他在1922—1924年期间发现，星云并非都在银河系中。造父变星和它们所在的星云距离我们远达几十万光年。这项发现使天文学家不得不改变对宇宙的看法。1925年，又作出第二项重大发现：星系看起来都在远离我们而去，而且距离越远，远离速度越高。