星星到底有多远（7）光度距离的绝对测定

在本系列文章之（3）～（6）中,我们已经概要介绍了多种不同的测定天体光度距离的方法,包括利用造父变星的周光关系,星团的主序重叠法,以早型亮星、新星、天琴RR型变星和超新星的绝对星等作为标准烛光（即标距参数）,以及利用球状星团系统和行星状星云系统光度函数中的特征星等作为标桂烛光等。在天文研究中,通过光度测距方法确定天体和天体系统的距离有着最为广泛的用武之地,后文（本系列文章之（8））还会再介绍若干种测定遥远河外星系光度距离的途径。     

星星到底有多远（9）——速度距离

前面我们已经分别介绍了天体距离的各种光度测定方法,列举了不下10种可用于光度距离测定的标距天体（包括恒星、星团和星系）,其中有的标距天体可用于一种以上的光度测距方法。如造父变星既可利用它们的周光关系,也可用于巴德-威塞林克方法;超新星（以及新星）既可用作标准烛光,亦可利用巴德-威塞林克方法;对于星系来说,可以通过特里-菲契（TF）关系或法伯-杰克森（FJ）关系和面亮度起伏（SBF）方法来确定它们的光度距离,等等。     

星星到底有多远（8）——开发星系的测距功能

星系世界的景观 为了解决宇宙中天体的距离测定问题,天文学家首先寻求的自然是恒星级的标距天体,如造父变星、天琴RR型变星、亮星、新星、超新星、行星状星云系统等;或者是恒星集团,如星团和球状星团系统等。对标距天体的基本要求是,除了能用来测定它们的距离外,这类天体应该具有很高的光度,在很远的距离上都能观测到——观测不到一切免谈。     

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。     

星星到底有多远(1)——测定天体距离的主要途径

天体距离测定是天文学研究中最重要的基础工作之一。长期以来,天文学家为了测定遥远天体的距离,可谓是费尽心机。目前,人们已经可以通过绝对测定和相对测定两条不同的途径,确定宇宙中各类天体的几何距离、光度距离、速度距离、尺度距离以及宇宙学距离等(这些概念我们将在后文陆续介绍),并取得了很大成功。本文尝试对测定太阳系外天体距离的一些主要方法给以较为系统的介绍,择其津梁以飨读者。     

CCD恒星光度测量方法研究进展

天体的光度测量是测定接收到的天体的电磁辐射流量,天体物理学中也称之为测光.测光是天体物理研究中最基本的研究方法之一,由恒星的测光值可以得出其他重要的天体物理参量,如恒星的视星等(亮度)、色指数(颜色)、温度以及变星的光变曲线;结合恒星距离的测定,也可以得到其光度等物理特性.电荷耦合器件(CCD)作为新一代探测器得到广泛使用,针对探测器的数字化方式出现了各种不同的测光方法.首先简单介绍CCD探测器;然后重点介绍孔径测光以及它的适用范围;接着介绍点扩散函数测光和它的适用对象,包括在点扩散函数测光中用的两种比较新的点扩散函数模型——数字点扩散函数(digital PSF)和有效点扩散函数(ePSF);进一步介绍孔径测光和点扩散函数测光的对比,并引出一种把这两种方法结合起来的测光方法;作为测光方法近期的一项重要应用,介绍在密集场中变星光变的精确测定方法;最后总结这几种测光方法并对未来的方法改进提几点看法.     

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。     

天琴RR型变星的绝对星等与运动学参数

对天琴ＲＲ型变星绝对星等运动学参数的测定及其对确定距离、球状星团年龄估计的影响,并对它们和其他距离指示器求得的结果的比较作了评述。由于不同作者采用的方法和资料不同,结果的不确定性较大。例如由直接和间接测定方法决定的天琴ＲＲ型变星的绝对星等分成较暗和较亮两类,由天琴ＲＲ型变星和其他距离批示器决定大麦哲伦云（ＬＭＣ）的距离模数和球状星团年龄估计并不完全一致。这表明还有一些天体测量和天体物理问题需要深入     

天琴RR型变星的绝对星等与运动学参数须同祺

对天琴RR型变星绝对星等与运动学参数的测定及其对确定距离、球状星团年龄估计的影响,并对它们和其他距离指示器求得的结果的比较作了评述.由于不同作者采用的方法和资料不同,结果的不确定性较大.例如由直接和间接测定方法决定的天琴RR型变星的绝对星等分成较暗和较亮两类,由天琴RR型变星和其他距离指示器决定的大麦哲伦云(LMC) 的距离模数和球状星团年龄估计并不完全一致.这表明还有一些天体测量和天体物理问题需要深入研究.新的空间视差卫星和地基干涉测定计划将可能有助这些问题的解决.     

蝎虎BL型天体

三十年前,天文学家在蝎虎座发现了一颗光度变化极大的天体,当时误认为它是一颗变星,并给予了变星的符号——蝎虎座BL。1968年,射电天文学家证认出它不是一颗星,而是一个河外射电源(VRO42,22,01)。尔后,又从射电、光度、光谱以及红外光度等方面的研究陆续发现了其它一些性质和它很相近的天体。到1972年,这样的天体     

宇宙信息

“哈勃”关键任务遇到麻烦　　 1 990年发射的哈勃空间望远镜 (ＨＳＴ)的最重要的关键任务是观测遥远星系中的造父变星 ,测定宇宙距离。从本世纪 2 0年代起 ,造父变星就已经是测量星系距离和宇宙膨胀速率 ,称为哈勃常数 (Ｈｏ)的一根标准量天尺。但是ＨＳＴ造父变星研究测定的哈勃常数比由其他新方法测的偏高。波兰哥白尼天文中心的Ｍｏｃｈｅｊｓｋａ、哈佛一史密松天体物理中心的Ｓｔａｎｅｋ和他们的同事认为他们已经发现了其中的原因。他们说 ,天文学家经常受骗 ,把遥远星系里的造父变星看得比它们实际要亮。什么原因呢 ?造父变星与别的…     

疏散星团M11的研究:4.CM图、光度函数和分层效应

利用上海天文台 40cm天体照相仪底片资料所提供的疏散星团M1 1天区 (团心距r≤2 5′)内的 785颗恒星的相对自行和成员概率 ,讨论了M1 1的CM图、年龄、距离、半径、光度函数、质量和分层效应 ,得到M1 1的距离为 1 659pc ,年龄为 (1 .8— 2 .2 )× 1 0 8年 ,半径约为 2 4 .5pc ,光度质量 4354M⊙ ,位力质量 50 0 0M⊙ ,在确定光度函数时 ,提出了一种考虑样本天区不完备的修正办法 ,以便从观测光度函数导出现时光度函数 .分析表明 ,作为一个中等年龄的疏散星团 ,M 1 1中的团星已表现出较明显的空间质量分层效应 ;而另一方面 ,尽管存在速度质量分层效应 ,但很不明显     

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。     

Ia超新星：理论与宇宙学

Ia超新星作为测量遥远星距离（从而测定宇宙膨胀速率）的“标准烛光”，已经成为具有重要意义的天体，主要介绍当前Ia超新星研究的理论和观测进展，光谱分光及测光证据表明，Ia超新星是由吸积碳氧白短星热核爆炸产生，但有关Ia超新星前身星双星系统及流体动力学模型仍是有争议的，蓝Ia超新星具有相对均匀的峰值光度，它是天文学家已的校准得最好的示距天体，近年来，人们在利用Ia超新星测量时空方面已取得了巨大进展。     

红团簇巨星的绝对星等及其在天体测距方面的应用

红团簇巨星(red clump giant)是正处于中心氦燃烧阶段的小质量恒星,它们在赫罗图上成团出现且光度弥散很小,因此很容易被辨认出来。理论和观测研究均表明它们具有大致相同的光度,某些波段的光度与金属丰度以及年龄的关系很微弱,可以作为理想的"标准烛光"来测量天体的距离。依巴谷(Hipparcos)天体测量卫星的数据释放后,红团簇巨星被广泛地用于研究银河系结构以及测定本星系群成员的距离。     

银河系中球状星团的空间运动

球状星团是银河系中最古老的天体类型之一,其累积光度很大,是银晕中重要的示踪天体。已以发现的银河系球状星团有１４０多个,其中１２０个银心距Ｒ〈４０Ｋｐｃ的星团已被准确地测定了视向速度。根据结数据以及球状星团金属度的统计分析,可以把球状星团次系再进一步分成某些不同的族群。目前已经测定过绝对自行的球状星团只有３８个,尽管这些自行的精度比视向速度和距离的精度差很多,然而,由此可以得出三维的空间速度,在统计     

OH/IR脉泽源的空间分布和光度函数

本文对OH/IR脉泽源的银河系分布和光度函数进行了研究。所选127个OH/IR脉泽源全部是有光学或红外证认的,其中大部分是光谱型>M5的长周期变星(主要是Mira变星)。计算结果表明:OH/IR脉泽源在离银心R_0≈7.5kpc处有一个最大的空间密度,在R R_0时,空间密度下降较快,分布曲线的FWHM≈2.1kpc.以上结果与Glass等人对Mira变星所做的结果基本一致。由OH/IR脉泽源的距离、探测几率、改正后的OH射电峰值流量导出了已证认OH/IR源的光度函数.光度分布在0.6—1000Jy·kpc~2范围内,源的数目随L变大急剧下降,此特征类似于未证认的OH/IR源.由文中结果得到银河系中有光学或红外对应体的OH/IR脉泽源约2×10~5个,大部分未探测到的OH/IR源,其流量密度可能在0.1—1Jy之间.文中最后讨论了已证认OH/IR源与未证认OH/IR源之间的区别和联系.     

GAIA计划与微角秒天体测量学

欧洲空间局正在考虑的空间天体测量卫星计划（GAIA计划）将对目视星等V亮于15．5mag的5千万颗目标进行位置、自行和视差的测定,其精度为10μas,同时还对这些目标进行多色多历元光度测定．该计划可对星系距离尺度、恒星演化、银河系运动学和动力学以及参考架联结等方面进行深入研究．其开创的微角秒天体测量学亦将会对天体物理学、太阳系天体和参考架联结等方面的研究产生深远的影响．     

星星到底有多远（6）：光度函数的应用

什么是天体的光度函数 在数学中,如果两个（或几个）变量之间存在某种关系,那么这种关系往往可以用函数来描述。例如,一个物体作匀速直线运动,速度为v,那么经过时间t后,该物体通过的距离S就可以用函数S=v×t来表示。除了数学公式外,变量之间的函数关系还可以通过表格和图来表示。     

TESS空间卫星单扇区变星的周期性研究

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)空间卫星提供的短曝光、高精度光度测量为寻找并区分变星与搜寻行星提供了良好的数据.利用变星源的光变曲线,使用周期频谱分析与光变折叠等一系列方法分析了TESS空间卫星21扇区19995颗拥有高质量光变数据的目标源,并对这些源进行了分类,共获得4624颗变星,其中食双星322颗、脉动变星470颗、行星凌星37颗.所得变星结果与VSX (The International Variable Star Index)变星表进行了交叉比较,共交叉匹配了625颗变星源,这些交叉源中共有131颗为食双星系统、31颗为脉动变星,并通过周期频谱分析获取了双星绕转以及脉动周期.另外在59颗变星中发现明显耀发现象,交叉源中有8颗变星为行星凌星并同样通过周期频谱分析获取了行星绕转周期,从而验证了TESS空间卫星数据对变星分析的可行性.通过利用TESS空间卫星21扇区获得的变星周期结果与VSX变星表中提供的变星周期对比,发现与VSX变星表中绝大部分变星的周期一致,有一部分结果与VSX变星表中的结果差别较大,对这些变星周期结果做了进一步修正,并给出了变星表未列出的变星周期结果.