一把巨大的量天尺
哈佛大學在南半球的秘魯有一個天文台,拍攝了許多大麥哲倫星係和小麥哲倫星係的照片。天文學家們對同一個目標拍攝很多張照片,就是想比較一下,照片上的星星會有什麽變化。如果有變化,通常來說都是極微小的,這項工作要多枯燥有多枯燥,聾啞人莉維特做的就是這工作。
莉維特細心地檢視一張張照片,結果真有問題。她發現,這兩個星係裏有1000多顆星亮度會變化,它們時顯時隱閃爍不定,好像整整一窩螢火蟲。不同的變星有著不同的光變周期規律,莉維特研究每顆變星的光變周期,確認小麥哲倫星係的變星中有25顆是造父變星。這25顆造父變星有亮有暗,光變周期有長有短,經過比對,莉維特發現了一個非常簡單的規律:
亮的造父變星光變周期長,暗的造父變星光變周期短。
因為這25顆造父變星都位於遙遠的小麥哲倫星係中,它們與地球的距離可以看作是近似相等的。由此可以簡單地推知:那些看起來亮的造父變星,它們本身的亮度就大,看起來暗的星本身的亮度就暗,於是在1912年,莉維特就發現了造父變星的周期與光度關係:
造父變星的光變周期越長,光度就越大。
這個關係的最重大意義就是,可以利用造父變星的光變周期,來確定它的真實亮度,知道了真實亮度,就容易確定距離了。比如,兩顆看起來亮度相同的造父變星,其中一顆的光變周期是另一顆的4倍,就可以知道前者的真實亮度是後者的4倍,從而得出前者的距離是後者的2倍,(恒星距離變成2倍,亮度減弱到1/4)。利用這把威力巨大的量天尺,天文學家們漸漸打開了通向宇宙深處的大門。