标准烛光是
天文学中已经知道光度的
天体,而在宇宙学和
星系天文学中获得距离的几种重要方法都是以标准烛光做基础的。
用作物理距离指示的几乎所有天体都属于具有已知亮度的类别。通过将该已知亮度与天体的观测亮度进行比较,可以使用反平方律计算到物体的距离。这些已知亮度的天体就是标准烛光。
此处的D是距离,单位是秒差距,m是视星等,M是绝对星等(两者均处于静止的状态下)。(这与
天体的距离模数是紧密相关的。)
2.食双星—在最近这十年内,使用8米级的望远镜已经有能力测量食双星的基本参数,因此可以利用它们测量距离。近年来,已经成功的用于测量
大麦哲伦星系、
小麦哲伦星系、
仙女星系和
三角座星系的距离。食
双星提供了一种直接测量距离的方法。距离在3百万秒差距附近的
星系,可以将精确度改善至5%以内。
5.Ia型
超新星—最大亮度的
绝对星等与光度曲线有很明确的函数关系,可用于确认数亿秒差距外的星系距离。
在星系天文学,X-射线爆发(
中子星表面的热核闪光)也可以作为标准烛光。有时候观测到的X-射线爆发可以显示
谱线而透漏出爆发源的半径。因此,X-射线爆发通量的峰值应该对应于爱丁顿光度,就可以据以计算出中子星的质量(通常可以先假定是1.5太阳质量)。这种方法可以测量一些低质量X-射线
双星的距离。低质量X-射线双星在
可见光的光度非常黯淡,使距离的测量格外困难。
对标准烛光的主要困难问题是她们有多标准,例如,所有的观测都显示在相同距离上的Ia超新星有相同的亮度(在经过光度曲线的校正之后),但是并不知道她们为何会有相同的亮度,以及遥远距离上的Ia超新星和邻近的Ia超新星在性质上不同的机率有多少。
2021年7月,国家重大科技基础设施——高海拔宇宙线观测站精确测量了高能
天文学“标准烛光”的亮度。该研究由
中国科学院高能物理研究所牵头的国际合作组完成,结果于7月9日由国际知名
学术期刊《科学》发表。