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2023-12-07
天体世界：揭示星系的发现与造父变星的奥秘
【摘要】：星系的发现星系是一个宏大的天体系统，它包含了几十亿至几百亿甚至上千亿颗恒星及星际气体和尘埃，空间尺度达到几亿亿公里以上，实在是超级“庞然大物”。正是“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”，造父变星周光关系的发现为我们打开了新的途径，造父变星是一种脉动变星，天文学家发现它的光变周期与绝对光度有确定关系，大体上是接近于成正比的。
星系的发现
星系是一个宏大的天体系统，它包含了几十亿至几百亿甚至上千亿颗恒星及星际气体和尘埃，空间尺度达到几亿亿公里以上，实在是超级“庞然大物”。然而，人们直到20世纪初才真正发现它们。
在生活中，我们有一个常识，一个物体离我们越近，就可看得越清楚，当物体逐渐远去，它的像也就逐渐模糊，那是物体对观察者来说张角逐渐变小的缘故。到一定距离，我们就看不见它了。星系虽然那么庞大，但它们离地球实在太远，就拿最近的星系大麦哲仑星云来说，它离我们16万光年，光年是光在一年中所走过的路程，光每秒钟可绕地球7个半圈。计算得出1光年是9万多亿公里，16万光年就约是150亿亿公里，因此，肉眼看上去，大麦哲仑星云就是一小片云雾状天体。
17世纪，望远镜发明了，这种神奇的仪器可使得物体对人眼睛的张角增大，让人可以看清更遥远的物体。用望远镜来观测天空，人们又陆续观测到一些云雾状的天体，开始，以为它们都是气体云，而且和恒星一样是银河系内的天体，并称之为星云。
不过也有人对此有不同看法，18世纪，德国的天文学家康德以及英国和瑞典的两位天文学家都猜测这些所谓星云是和银河系一样由恒星组成的天体系统，只是因为距离太远而分辨不出一颗颗的星来。如果把宇宙看作一个浩瀚的海洋，这些天体系统就犹如海中的岛屿，因而被形象地称为“宇宙岛”。
随着望远镜越造越大，人们可以看到这些星云的更进一步的细节了，正如康德他们所猜测的那样，星云在望远镜中分离成了一颗颗暗弱的星星。但是问题并没有完全解决，那就是，它们是银河系内的恒星集团，还是银河系之外的天体系统呢？(www.chuimin.cn)
根本的问题集中到距离上来了，可它们离我们十分遥远，通常所用的三角视差测距法已经无法测出它们的距离。1917年，美国的天文学家G·W·里奇在威尔逊山天文台所摄的一个星云照片中发现了一颗新星，因为新星极其暗弱，他认为星云应该极其遥远，是银河系之外的天体，但是给不出准确距离，无法让人信服。
怎么办呢？难道人们在此困难面前真是束手无策吗？正是“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”，造父变星周光关系的发现为我们打开了新的途径，造父变星是一种脉动变星，天文学家发现它的光变周期与绝对光度有确定关系，大体上是接近于成正比的。光变周期越长，它的绝对光度就越大。测出了它的光变周期，就可以算出它的绝对光度，而我们看到星的亮度是与它离我们的距离的平方成反比的，从而由造父变星观测到的亮度和它的绝对亮度的比值就可以推算出距离来。
1924年，美国的天文学家哈勃用威尔逊山天文台的2.5米大望远镜在仙女座星云，三角座星云和星云NGC6822中发现了造父变星，并且由周光关系算出了它们的距离，推出它们是银河系之外的天体系统，并称之为河外星系。
到这时，星系才算真正发现了。
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